RasMol workshop

Protein Structure and Function A

http://www.expasy.org/sprot/sprot-top.html

PDB – Protein Data Bank

http://www.rcsb.org/pdb/

http://pdb.tau.ac.il

Protein visualizationThe structure allows better understanding of the structure-function relationship, and is an important starting point for many kinds of research.

Visualization tools (working on PC):

RasMol

SwissPDBviewer (very powerful and contains many functions)

Chime (The same as RasMol but without command line)

→ work trough the web

Protein Explore (more advanced than RasMol)

http://www.umass.edu/microbio/rasmol/index2.htm

RasMol- Main Menu פתיחתקובץ

אינפורמציה PDBשיש ב -

סגירת קובץ

RasMol - Display

קווים בין אטומים

הצגת פחמנים

RasMol - Display

יותר משקל לקשרים בין

אטומים

RasMol - Display

נתוני רדיוס ה –VDW של כל אטום

– מיקום במרחב של כל אטום בהתאם

RasMol - Display

אלמנטים של מבנה קו המחבר בין ,שניוני

C-alpha

RasMol - Display

מחזק מבנה שניוני, למשל ראש

- Cחץ הוא טרמינל

RasMol - Display

לכל חומצה אמינית צבע משלה

תצוגה מסוימת בו לכל אטום צבע מסוים

עד במה המקום קבוע במבנה: אדום- חופש גדול, כחול-קבוע מאוד

, כחול – beta shithמבנה שניוני – צהוב- loops and turns – אדום ,alpha helix ,

. rendom coilלבן –

PDBלקבוע צבע כבר בקובץ ה-

RasMol - Color

RasMol - Color

RasMol - Options

, טוב 50%מוריד לראות חללים.

בעזרת משקפיים מיוחדים, אפשר

.D3לראות ב-

RasMol - Options

סימן כל המולקולה או קטעים נבחרים בשם והמספר של חומצת האמינו.

RasMol - Options

לראות או להסתיר מימנים

לראות או להסתיר קבוצות לא חלבוניות או ליגנדים

נותן עומק לתמונה

מקור אור נמצא בפינה כלשהיא של המסך ומקרין אור על המולקולה.

RasMol - Options

RasMol- Command Line

רושמים את הפקודות שאנו רוצים לבצע

The Select Command

Select מגדירה את האזור שעליו נפעל במולקולה - סט – האטומים שיעבור מודיפיקציות ע"י שרשרת הפקודות

הבאות.

.”atom expression“ הוא selectהפרמטר של פקודת ה-

מגדיר באופן ייחודי קבוצה שרירותית atom expressionה - של אטומים בתוך מולקולה. הוא יכול להיות גם:

Primitive expressions, Predefined sets, Comparison operators, Within expressions, or logical combination of all above mentioned.

The primitive expressions allow to select by:

Atom number - select atomno=102

Residue – select Val52 (select resno=52)

Chain id – select :a

List of residue numbers – select 14,92, 46

Range of atom numbers – select atomno=>35

A wildcard can be used to specify a whole field:

* Any number of characters

Atom or residue type – select *.sg (this will select all Sulphur atoms in Cistein’s side chain)

? Single character wildcard – select ser70.c? – will select all carbons in all

serine residues.

The within expressions defines the neighbors of a given set of atoms:

select within (4.0, backbone)

Distance: the cut-off in Å

Where containing

decimal point

Set of atoms

Example : all atoms not further than 3.5Å from Ala35:

Select within (3.5, Ala55)

The predefined sets are groups of atoms given the definite names:

select helix

select hoh (water molecules)

select protein

There is a list with the predefined sets

In order to display only what we selected, use the command:

restrict selected

Boolean ExpressionsAndהמשותף לשני תנאים –

Or(גם את זה וגם את זה) חיבור בין שני תנאים –

Notמה לא לכלול –

דוגמאות:

select tyr and :a → all tyr in ‘a’ chain

select tyr or :a → all tyr in the molecule and all ‘a’ chain

select not (try,:a) → all the molecule beside try and ‘a’ chain

Exercise• Load the 1GCD.pdb (file → open)

• Go over the display menu and try all of the options

• Set the display on wireframe and try the color menu

• Set the display on cartons and try the color menu again

• Than, try the command line:

ribbons

wireframe 40

spacefill 120

spacefill off

select Ser

spacefill 150

color cpk

zoom 200

select all

wireframe 40 (If it doesn't work, do Display => wireframe in the menu)

color chain

hbonds on (how much Hbonds are their?)

hbonds 30

color hbonds green

hbonds off

select hetero and not hoh

spacefill 120

color CPK (Touch the selected atoms with the mouse and look on the command line)

select water

spacefill 120

color magenta

select ligand

spacefill 300

select asp102,his57,ser195 or ligand

restrict selected

center selected

color CPK

Display => balls and sticks (on the menu)

labels on

labels off (try also the option menu- labels, what is the difference?)

Select ligand

Display sticks

set picking distance (pick a pair of atoms which you want to know their distance)

set picking distance off

• Which atoms are present besides the protein? Show only them. Display each hetero atom type in different presentation.

• Show only the ligand (inhibitor) and the oxyanion pocket (gly193,ser195)

Color them in CPK. Display the inhibitor in sticks and the protein’s oxyanion pocket in balls and sticks.

Label the residues and the inhibitor (not every atom, just the number and type)

Measure the distance between the gly’s nitrogen and the ligand’s oxygen.

• Select all the protein. How many secondary structures does the protein contains?Show only the helixes, center them on the screen.

• Select the resides that are within the radius of 8.0 Å from the inhibitor. Display only them and the inhibitor. Color the inhibitor in CPK. Color the hydrophobic residues in blue and charged residues in magenta (the others in white). What do you see?

Carboxy peptidase exercise

את המבנה של הקרבוקסי פפטידז ותעלו את PDBחפשו ב-.RasMolהקורדינטות שלו ב-

, מהי השיטה בה קבעו את המבנה? מה זה אומר PDBהסתכלו ב-לנו?

, זהו את האתר הפעיל. האם יש ליגנד? מיהו? PDBבעזרת ה-•מה תפקידו? האם יש יותר מליגנד אחד?

את הליגנדות.RasMol. זהה בעזרת 2

. הראה את הקשרים הקורדינטיבים של האבץ (רמז ← קשר 1 ).Å2-3קורדינטבי הוא בין

מדוד את המרחקים של הקשרים הקורדינטיבים.

. זהה את המעכב והראה את הקשרים שהוא יוצר בעזרת 2 RasMol -רמז ← השתמש ב) PDB Sum.(

Select hetero (or not protein)

Restrict selected

Select hoh

Display wireframe

Select within (3.0, ZN)

Display balls and sticks

Select 196,69,72

Display balls and sticks

Option labels

Select within (5.0,cpm)

Restrict selected

Display balls and sticks

Select cpm

Display spacefill

Select 145

Display spacefill

Display balls and sticks

Select 248,145

Display spacefill

Display balls and sticks

Select 270,196

Display spacefill

Display balls and sticks

Select 127

Display spacefill

Display balls and sticks

RasTop