Ribbon_diagram
リチャードソン ダイアグラムとしても知られるリボン ダイアグラムは、タンパク質の構造を3D で概略的に表現したもので、現在使用されているタンパク質の描写方法の中で最も一般的な方法の 1 つです。リボンは、タンパク質主鎖の一般的な過程と組織を 3D で示し、隣接する図のミオグロビンの活性部位に結合した酸素原子のボールなど、原子構造全体の詳細を吊り下げるための視覚的な枠組みとして機能します。リボン ダイアグラムは、ポリペプチド主鎖を通る滑らかな曲線を補間することによって生成されます。α-ヘリックスはコイル状のリボンまたは太いチューブ、β-ストランドとして表示されます。矢印として、非反復コイルまたはループとして線または細いチューブとして表示されます。ポリペプチド鎖の方向は、矢印によって局所的に示され、リボンの長さに沿った色のランプによって全体的に示される場合がある。
ヘム（棒）と酸素（赤い球）に結合したミオグロビン
のリボン図（ PDB : 1MBO）
リボン ダイアグラムはシンプルですが強力で、分子構造の視覚的な基本 (ねじれ、折り畳み、展開) を表現します。この方法は、タンパク質構造の全体的な構造を描写することに成功し、その三次元の性質を反映しており、専門の構造生物学者だけでなく、他の科学者、学生、、一般の人々もこれらの複雑な物体をより深く理解できるようになりました。
トリオース P イソメラーゼモノマー
のリボン図( J. Richardsonによる手描き、1981) ( PDB : 1TIM )
コンテンツ
1 歴史
1.1 現在のコンピュータプログラム
2 特徴
3 こちらも参照
4 参考文献
歴史
1980 年にJane S. Richardsonによって手書きされた最初のリボン図は、系統的に作成されたタンパク質の 3D 構造の最初の図式でした。 これらは、 Advances in Protein Chemistry (現在、 Anataxでオンラインで注釈付きの形式で入手可能)の論文のタンパク質構造の分類を説明するために作成されました。これらの図は、原子座標のCαトレースを印刷した上にトレーシングペーパーにペンで輪郭を描き、色鉛筆またはパステルで陰影を付けました。彼らは位置を保存し、バックボーン パスを滑らかにし、視覚的な外観を曖昧にするために小さな局所的なシフトを組み込みました。右側のトリオース イソメラーゼのリボン図と同様に、他の手書きの例には、プレアルブミン、フラボドキシン、およびCu，Zn スーパーオキシド ジスムターゼが描かれています。
1982 年に、Arthur M. Leskとその共同研究者は、タンパク質データ バンクファイルを入力として使用する計算実装を通じて、リボン ダイアグラムの自動生成を初めて可能にしました。この概念的に単純なアルゴリズムは、3 次多項式 B スプライン曲線をペプチド平面に当てはめます。最新のグラフィックス システムのほとんどは、基本的な描画プリミティブとしてB スプラインまたはエルミート スプラインを提供します。あるタイプのスプライン実装は各 Cα ガイド ポイントを通過し、正確ではあるが途切れ途切れの曲線を生成します。手書きのリボンとほとんどのコンピューター リボン (ここに示されているものなど) はどちらも、約 4 つの連続するガイド ポイント (通常はペプチドの中間点) 上で滑らかにされ、より視覚的に快適で理解しやすい表現を生成します。滑らかな β ストランドを維持しながら螺旋に適切な半径を与えるには、マイク カーソンがリボン プログラムのために最初に開発し、その後、次のような他の分子グラフィック ソフトウェアによって適応されたように、局所的な曲率に比例するオフセットによってスプラインを修正できます。これは、右上のリボン画像を生成するキネメージグラフィックス用のオープンソース Mage プログラムです (他の例: 1XK8 トリマーとDNA ポリメラーゼ)。
リボン ダイアグラムは、その誕生以来、現在も続いており、タンパク質の構造を表す唯一の最も一般的な表現であり、雑誌や教科書の表紙画像として一般的に選択されています。
現在のコンピュータプログラム
太ったタンパク質の構造のPyMolリボン( PDB : 1C8Z )
リボン ダイアグラムの描画に使用される人気のあるプログラムの 1 つがMolscriptです。Molscript はエルミート スプラインを利用して、コイル、ターン、ストランド、らせんの座標を作成します。曲線は、方向ベクトルによって導かれ、そのすべての制御点 ( Cα原子) を通過します。このプログラムは、 Arthur M. Lesk、Karl Hardman、John Priestleによって伝統的な分子グラフィックスに基づいて構築されました。 Jmol は、 Web 上で分子構造を閲覧するためのオープンソース Java ベースのビューアです。これには、リボンの簡略化された「漫画」バージョンが含まれています。DeepView (例: urease ) や MolMol (例: SH2 ドメイン)などの他のグラフィックス プログラムもリボン イメージを生成します。KiNG は Java ベースの Mage の後継です (例: α-溶血素の上面図と側面図)。
UCSF Chimera は、リボンなどの視覚化機能も備えた強力な分子モデリング プログラムであり、特に低温電子顕微鏡データからの輪郭形状と組み合わせる機能が注目に値します。 PyMOL ( Warren DeLano著) は、インタラクティブ モードで動作し、リボン ダイアグラムやその他の多くの表現用のプレゼンテーション品質の 2D 画像を生成する、人気のある柔軟な分子グラフィックス プログラム ( Pythonベース) です。
特徴
二次構造
α-ヘリックス
リボンの平面がペプチドの平面にほぼ追随する円筒状の螺旋リボン。
βストランド
幅の約 4 分の 1 の太さの矢印は、アミノ末端からカルボキシ末端への鎖の方向とねじれを示しています。隣接するストランドが同時にねじれるため、β シートは一体化しているように見えます。
ループとその他
非反復ループ
Cα トレースの滑らかなパスをたどる、前景では太く、後ろに向かうにつれて細くなる丸いロープ。
ループとヘリックスの間の接合部
丸いロープが徐々に平らになり、薄い螺旋状のリボンになります。
その他の機能
ポリペプチドの方向、NH 2および COOH 末端 末端の一方または両方にある小さな矢印、または文字。β ストランドの場合は、矢印の方向で十分です。現在、ポリペプチド鎖の方向はカラーランプで示されることがよく
ジスルフィド結合
様式化された稲妻のような、連動した SS シンボルまたはジグザグ。
補欠分子族または阻害剤
スティックフィギュア、またはボールとスティック。
金属
球体。
シェーディングとカラー
シェーディングや色によって、図に立体感が加わります。一般に、前面の特徴のコントラストが最も高く、背面の特徴のコントラストが最も低くなります。
こちらも参照
分子グラフィックス
参考文献
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