第三章结构数据库 页码,7/10 对MDB而言,一个完整的应用编程界面是有用的,可做为包含各类C代码库与应用程序的NCB 工具箱的一部分。NCBI工具箱支持x86和基于Apha的 JWi ndows平台, Maci toch68K和 Power 处理器,以及各种类型的JNIX平台。三维结构数据库浏览器,Cn3D,便是NCBl工具箱中的 个基于MMDB-AP的附原代码的应用程序。 【结构信息显示】 多种表示类型 我们常用多种图像表示类型观察分子结构的不同面貌,蛋白质结构的典型图像如图3.4示(可 见彩色图版)。图为用 Rasmol( Sayl e和 Mi I ner- Whi te,1995)产生的金属框架类型和空间 填充模型格式的酶 barnase1BN1( Buckle等,1993)图像, 因为蛋白质结构记录1BN1在结晶体中有三种 barnase分子,所以借用文本编辑器手写PDB文件 以删除多余的链。为了使三维结构浏览器依照用户的意图进行显示,在三维分子结构软件中 编辑数据文件是习以为常的。既然如此,在三维结构中记录的衍射结晶实验数据并不是来自 “生物单元”。“生物单元”定义为三维结构的生理学形式,是目前PDB数据库实施面临的生 物信息学挑战 在我们的例子中,分子 barnase应是唯一的,但相反,对应一个晶体单 元,我们却发现了三个分子。又在如图3.3所示的其它例子3TS1( Bri ck等,1989)中,分子 是一个二聚体,但PDB文件中仅记录了相称子单元中的一个,文件的注释记录中以非解析的形 式写入了一个旋转变换阵。从对称的操作中重建生物单元是具有挑战意义的,需要专用软件 实现 图3.4a所示的金属框架类型图像清楚地显示了 barnase的化学结构特性,我们可以从交互计算 机显示的图像中看到 barnase序列轨迹。图3.4b所示的空间填充模型图像清楚地显示了生物高 聚物的表面形状和尺寸,但用这种表达,理解化学细节和键链接是很困难的。图3.4c所示的 α碳骨架图解是一种典型的结构表达方式。它显示的并非是化学键链接,但这些链接向我们 显示了蛋白质骨架中α碳的构成走向,故称之为“虚拟键”。图中选择了紫色的色氨酸侧 链,并用画圆点的方式标注出来。图解中, barnase的三个氢核区域中的三个色氨酸侧链所占 据的空间体积被加亮,以示突出 图34c所示带状模型显示了蛋白质链a- helix、shet区域中二级结构元素的组织形式 这种表示形式是很常用的,箭头指出了二级结构元素从N到C的方向,识别复合物拓扑中的 级结构最有效 图3.4中从不同视角传达的各种信息阐明了用独特的不同于其它三维图像应用程序的方法显示 三维生物高聚物结构数据的必要性。这一需求排除了来自宏观世界的诸如计算机辅助设计 (CAD)和虚拟现实建模语言包(VRML)这类软件的有效利用 描绘数据:群体、退化与动力学 利用X衍射NR技术从分子的“同步”群体(包括规则晶格的空间“同步”及由外部磁场产生 的核旋转状态行为的“同步”)推断出三维结构。群体的信息被收集为一整体。用数值方法 获得结构中原子的(X,Y,Z)坐标位置。由这些数据获得的样本的化学图像与源自实验的三 维结构数据构成的期望图像相一致。这个期望的化学图像包含源自序列的生物高聚体信息的 混合,这与例子中所提出的诸如酶作用物、添加基团、离子等已知小分子的化学图像性质相 同 分子群体应用略微不够理想的结果是出现数据库记录中退化坐标匹配,如化学图像中一个原 子对应多个坐标。当分子群体具有明显的异质构造时,将被记录在数据库中。 NR原型和集合总体 file://E:wcb生物信息学(中译本)\第三章结构数据库.htm 2005-1-18ᇍMMDB㗠㿔ˈϔϾᅠᭈⱘᑨ⫼㓪⿟⬠䴶ᰃ᳝⫼ⱘˈৃخЎࣙ৘৿㉏&ҷⷕᑧϢᑨ⫼⿟ᑣⱘNCBI Ꮉ݋ㆅⱘϔ䚼ߚDŽNCBIᎹ݋ㆅᬃᣕx86੠෎ѢAlphaⱘWindowsᑇৄˈMacintoch 68K੠PowerPC ໘⧚఼ˈҹঞ৘⾡㉏ൟⱘUNIXᑇৄDŽϝ㓈㒧ᵘ᭄᥂ᑧ⌣㾜఼ˈCn3Dˈ֓ᰃNCBIᎹ݋ㆅЁⱘϔ Ͼ෎ѢMMDB-APIⱘ䰘ॳҷⷕⱘᑨ⫼⿟ᑣDŽ Ǐ㒧ᵘֵᙃᰒ⼎ǐ z ໮⾡㸼⼎㉏ൟ ៥Ӏᐌ⫼໮⾡೒ڣ㸼⼎㉏ൟ㾖ᆳߚᄤ㒧ᵘⱘϡৠ䴶䉠ˈ㲟ⱑ䋼㒧ᵘⱘ݌೒ൟڣབ೒3.4⼎˄ৃ 㾕ᔽ㡆೒⠜˅DŽ೒Ў⫼RasMol ˄Sayle੠ Milner-Whiteˈ1995˅ѻ⫳ⱘ䞥ሲḚᶊ㉏ൟ੠ぎ䯈 ฿ܙൟ῵Ḑᓣⱘ䝊barnase 1BN1˄Buckleㄝˈ1993˅೒ڣDŽ ಴Ў㲟ⱑ䋼㒧ᵘ䆄ᔩ1BN1೼㒧᱊ԧЁ᳝ϝ⾡barnaseߚᄤˈ᠔ҹ׳⫼᭛ᴀ㓪䕥఼᠟ݭPDB᭛ӊ ҹߴ䰸໮ԭⱘ䫒DŽЎњՓϝ㓈㒧ᵘ⌣㾜఼ձ✻⫼᠋ⱘᛣ೒䖯㸠ᰒ⼎ˈ೼ϝ㓈ߚᄤ㒧ᵘ䕃ӊЁ 㓪䕥᭄᥂᭛ӊᰃдҹЎᐌⱘDŽ᮶✊བℸˈ೼ϝ㓈㒧ᵘЁ䆄ᔩⱘ㸡ᇘ㒧᱊ᅲ偠᭄᥂ᑊϡᰃᴹ㞾 Ā⫳⠽ऩܗāDŽĀ⫳⠽ऩܗāᅮНЎϝ㓈㒧ᵘⱘ⫳⧚ᄺᔶᓣˈᰃⳂࠡPDB᭄᥂ᑧᅲᮑ䴶Јⱘ⫳ ⠽ֵᙃᄺᣥ៬ПϔDŽ೼៥Ӏⱘ՟ᄤЁˈߚᄤbarnaseᑨᰃଃϔⱘˈԚⳌডˈᇍᑨϔϾ᱊ԧऩ ܗˈ៥Ӏैথ⦄њϝϾߚᄤDŽজ೼བ೒3.3᠔⼎ⱘ݊ᅗ՟ᄤ3TS1˄Brickㄝˈ1989˅Ёˈߚᄤ ᰃϔϾѠ㘮ԧˈԚPDB᭛ӊЁҙ䆄ᔩњⳌ⿄ᄤऩܗЁⱘϔϾˈ᭛ӊⱘ⊼䞞䆄ᔩЁҹ䴲㾷ᵤⱘᔶ ᓣݭܹњϔϾᮟ䕀বᤶ䰉DŽҢᇍ⿄ⱘ᪡԰Ё䞡ᓎ⫳⠽ऩܗᰃ݋᳝ᣥ៬ᛣНⱘˈ䳔㽕ϧ⫼䕃ӊ ᅲ⦄DŽ ೒3.4a᠔⼎ⱘ䞥ሲḚᶊ㉏ൟ೒ڣ⏙Ἦഄᰒ⼎њbarnaseⱘ࣪ᄺ㒧ᵘ⡍ᗻˈ៥ӀৃҹҢѸѦ䅵ㅫ ᴎᰒ⼎ⱘ೒ڣЁⳟࠄbarnaseᑣ߫䔼䗍DŽ೒3.4b᠔⼎ⱘぎ䯈฿ܙ೒ൟ῵ڣ⏙Ἦഄᰒ⼎њ⫳⠽催 㘮⠽ⱘ㸼䴶ᔶ⢊੠ሎᇌˈԚ⫼䖭⾡㸼䖒ˈ⧚㾷࣪ᄺ㒚㡖੠䬂䫒᥹ᰃᕜೄ䲒ⱘDŽ೒3.4c᠔⼎ⱘ ⺇偼ᶊ೒㾷ᰃϔ⾡݌ൟⱘ㒧ᵘ㸼䖒ᮍᓣDŽᅗᰒ⼎ⱘᑊ䴲ᰃ࣪ᄺ䬂䫒᥹ˈԚ䖭ѯ䫒᥹৥៥Ӏ ᰒ⼎њ㲟ⱑ䋼偼ᶊЁ ⺇ⱘᵘ៤䍄৥ˈᬙ⿄ПЎĀ㰮ᢳ䬂āDŽ೒Ё䗝ᢽњ㋿㡆ⱘ㡆⇼䝌ջ 䫒ˈᑊ⫼⬏೚⚍ⱘᮍᓣᷛ⊼ߎᴹDŽ೒㾷ЁˈbarnaseⱘϝϾ⇶ḌऎඳЁⱘϝϾ㡆⇼䝌ջ䫒᠔ऴ ᥂ⱘぎ䯈ԧ⿃㹿ࡴ҂ˈҹ⼎さߎDŽ ೒3.4c᠔⼎ᏺ⢊῵ൟᰒ⼎њ㲟ⱑ䋼䫒 -helixǃ sheetऎඳЁѠ㑻㒧ᵘܗ㋴ⱘ㒘㒛ᔶᓣDŽ 䖭⾡㸼⼎ᔶᓣᰃᕜᐌ⫼ⱘˈㆁ༈ᣛߎњѠ㑻㒧ᵘܗ㋴Ң1ࠄ&ⱘᮍ৥ˈ䆚߿໡ড়⠽ᢧᠥЁⱘѠ 㑻㒧ᵘ᳔᳝ᬜDŽ ೒3.4ЁҢϡৠ㾚㾦Ӵ䖒ⱘ৘⾡ֵᙃ䯤ᯢњ⫼⣀⡍ⱘϡৠѢ݊ᅗϝ㓈೒ڣᑨ⫼⿟ᑣⱘᮍ⊩ᰒ⼎ ϝ㓈⫳⠽催㘮⠽㒧ᵘ᭄᥂ⱘᖙ㽕ᗻDŽ䖭ϔ䳔∖ᥦ䰸њᴹ㞾ᅣ㾖Ϫ⬠ⱘ䇌བ䅵ㅫᴎ䕙ࡽ䆒䅵 ˄CAD˅੠㰮ᢳ⦄ᅲᓎ῵䇁㿔ࣙ˄VRML˅䖭㉏䕃ӊⱘ᳝ᬜ߽⫼DŽ z ᦣ㒬᭄᥂˖㕸ԧǃ䗔࣪Ϣ࡯ࡼᄺ ߽;⫼㸡ᇘNMRᡔᴃҢߚᄤⱘĀৠℹā㕸ԧ˄ࣙᣀ㾘߭᱊Ḑⱘぎ䯈Āৠℹāঞ⬅໪䚼⺕എѻ⫳ ⱘḌᮟ䕀⢊ᗕ㸠ЎⱘĀৠℹā˅᥼ᮁߎϝ㓈㒧ᵘDŽ㕸ԧⱘֵᙃ㹿ᬊ䲚ЎϔᭈԧDŽ⫼᭄ؐᮍ⊩ 㦋ᕫ㒧ᵘЁॳᄤⱘ˄;ˈ<ˈ=˅തᷛԡ㕂DŽ⬅䖭ѯ᭄᥂㦋ᕫⱘḋᴀⱘ࣪ᄺ೒ڣϢ⑤㞾ᅲ偠ⱘϝ 㓈㒧ᵘ᭄᥂ᵘ៤ⱘᳳᳯ೒ڣⳌϔ㟈DŽ䖭Ͼᳳᳯⱘ࣪ᄺ೒ࣙڣ5৿㞾ᑣ߫ⱘ⫳⠽催㘮ԧֵᙃⱘ ⏋ড়ˈ䖭Ϣ՟ᄤЁ᠔ᦤߎⱘ䇌བ䝊԰⫼⠽ǃ⏏ࡴ෎ಶǃ⾏ᄤㄝᏆⶹᇣߚᄤⱘ࣪ᄺ೒ڣᗻ䋼Ⳍ ৠDŽ ߚᄤ㕸ԧᑨ⫼⬹ᖂϡ໳⧚ᛇⱘ㒧ᵰᰃߎ⦃᭄᥂ᑧ䆄ᔩЁ䗔࣪തᷛऍ䜡ˈབ࣪ᄺ೒ڣЁϔϾॳ ᄤᇍᑨ໮ϾതᷛDŽᔧߚᄤ㕸ԧ݋ᯢ᳝ᰒⱘᓖ䋼ᵘ䗴ᯊˈᇚ㹿䆄ᔩ೼᭄᥂ᑧЁDŽ z NMRॳൟ੠䲚ড়ᘏԧ ㄀ϝゴ㒧ᵘ᭄᥂ᑧ 义ⷕˈ7/10 file://E:\wcb\⫳⠽ֵᙃᄺ˄Ё䆥ᴀ˅?㄀ϝゴ㒧ᵘ᭄᥂ᑧ.htm 2005-1-18 Click to buy NOW! PDF-XCHANGE www.docu-track.com Click to buy NOW! PDF-XCHANGE www.docu-track.com