Просмотр и преобразование молекулярной структуры (Бесплатно)

Что такое файл молекулярной структуры?

Каждый молекулярный файл хранит одну и ту же основу: список атомов, у каждого из которых есть элемент и положение в ангстремах (одна десятимиллиардная метра). Форматы различаются тем, что добавляют к этому. Структуры белков и нуклеиновых кислот (PDB и mmCIF) группируют атомы в остатки и цепи и записывают спирали и тяжи; форматы малых молекул (SDF и MOL, MOL2) перечисляют каждую связь с её порядком; кристаллографический CIF задаёт элементарную ячейку; файл GROMACS .gro является снимком ячейки моделирования; а химический файл .xyz содержит только элемент и координаты каждого атома.

Этот просмотрщик читает их все и выбирает изображение, подходящее для молекулы. Белки и нуклеиновые кислоты открываются ленточной моделью цепей с лигандами в шаростержневом виде; малые молекулы открываются шаростержневой моделью, где двойные, тройные и ароматические связи показаны параллельными цилиндрами. Атомы окрашены по элементам в привычных цветах Jmol, а слой Space filling показывает каждый атом с его ван-дер-ваальсовым радиусом.

У каждого формата есть своя страница с подробностями: просмотрщик PDB, просмотрщик CIF, просмотрщик SDF и MOL, просмотрщик MOL2 и просмотрщик GRO.

Кто использует файлы молекулярной структуры?

Структурные биологи, биохимики и химики-медики, которые хотят проверить структуру, не открывая PyMOL, ChimeraX или Avogadro; студенты и преподаватели биологии и химии; научные журналисты и иллюстраторы; а также дизайнеры, архитекторы и создатели выставок, которым нужен настоящий белок или кристалл для рендера, 3D-печати, скульптуры или элемента здания.

Типичные задачи

• Открыть белок, скачанный из RCSB Protein Data Bank, и повернуть его в 3D
• Посмотреть соединение из PubChem или ChEMBL в шаростержневом виде
• Проверить кристаллическую структуру из Crystallography Open Database вместе с её элементарной ячейкой
• Поделиться структурой с группой, коллегой или клиентом по ссылке, которая открывается в любом браузере
• Экспортировать молекулу в STL или 3MF для 3D-печати либо в GLB, FBX или USDZ для Blender, игрового движка или AR

Возможности

Совместимость и особенности формата

Открываются файлы: PDB (.pdb, .ent) с вариантами AutoDock PDBQT (.pdbqt) и APBS PQR (.pqr); PDBx/mmCIF и CIF малых молекул (.cif, .mmcif, .mcif); MDL molfile и SD-файлы в версиях V2000 и V3000 (.mol, .sdf, .sd); Tripos MOL2 (.mol2, .ml2); структуры GROMACS (.gro); и химический XYZ (.xyz). Файл .xyz с молекулой отличается от облака точек .xyz по содержимому.

Белки открываются в мультяшном (cartoon) представлении: спирали и тяжи показаны лентами, которые берутся из записей вторичной структуры в файле, если они есть, а если их нет, вычисляются по Cα-трассе; петли показаны круглой трубкой. Одна цепь окрашена вдоль последовательности от синего в начале до красного в конце; если цепей несколько, каждая получает свой цвет. ДНК и РНК открываются трубкой вдоль остова с основаниями в виде палочек. Лиганды показаны шаростержневой моделью и окрашены по элементам (в цветах Jmol: углерод серый, кислород красный, азот синий, сера жёлтая).

Малые молекулы открываются шаростержневой моделью, рядом с которой есть слой Space filling. SD- или MOL2-файл со многими молекулами открывается с одним слоем на молекулу. Рисуются только первая модель ЯМР-ансамбля и первый кадр многокадрового файла XYZ.

Координаты читаются в ангстремах (Å) и сохраняют этот масштаб, поэтому инструмент измерения показывает расстояния в Å. Связи берутся из файла, где он их перечисляет, а остальные вычисляются по ковалентным радиусам. Очень большие структуры, например целый капсид вируса из миллионов атомов, открываются с ленточной моделью, а их атомы рисуются точками, чтобы браузер справлялся.

Частые вопросы

Связанные инструменты и руководства