Task1

Version 1 (Andrey Golovin, 26.09.2017 11:30)

1 1 Andrey Golovin
h1. Занятие 1: Знакомство с программой PyMol 
2 1 Andrey Golovin
3 1 Andrey Golovin
4 1 Andrey Golovin
h2. Установка PyMol 
5 1 Andrey Golovin
6 1 Andrey Golovin
установка происходит в два шага:
7 1 Andrey Golovin
#  Надо установить Python для x86_64, "ссылка":http://www.python.org/ftp/python/2.7.3/python-2.7.3.amd64.msi  
8 1 Andrey Golovin
#  Установить сам PyMol файл pymol-1.6.0.0.win-amd64-py2.7.‌exe  с этой "страницы":http://www.lfd.uci.edu/~gohlke/pythonlibs  
9 1 Andrey Golovin
10 1 Andrey Golovin
h2. Общая информация 
11 1 Andrey Golovin
12 1 Andrey Golovin
Много интересного можно найти на сайте "PymolWiki":http://www.pymolwiki.org/index.php/Main_Page
13 1 Andrey Golovin
 	
14 1 Andrey Golovin
Разумно вести протокол в виде HTML-странички. Но можно и в текстовом редакторе. 
15 1 Andrey Golovin
16 1 Andrey Golovin
 * Создайте рабочую директорию ....../Practice1, а в ней файл протокола 3Dstructure.html или 3Dstructure.doc.
17 1 Andrey Golovin
 * Скопируйте в созданную директорию файл директории банка PDB c идентификатором 1MBN, "Myoglobin":http://www.pdb.org/pdb/101/motm.do?momID=1.
18 1 Andrey Golovin
 * Создайте на рабочем столе иконку для программы !PyMol и запустите программу.
19 1 Andrey Golovin
20 1 Andrey Golovin
h2. 1. Посмотрите, как выглядит Ваш белок! 
21 1 Andrey Golovin
22 1 Andrey Golovin
Запустите программу PyMol. В меню программы выберите File => Open, найдите в своей рабочей директории файл хххх.pdb и откройте его программой PyMol - в окне появится условное изображение вашего белка в проволочной модели. Поводите мышью по окну, удерживая сначала левую, затем правую кнопку мыши, попробуйте удерживать нажатым колёсико .
23 1 Andrey Golovin
24 1 Andrey Golovin
h2. 2. Работа в командном окне. Разные типы моделей структуры. 
25 1 Andrey Golovin
26 1 Andrey Golovin
При запуске программы PyMol, кроме графического, открывается окно с меню. Попробуйте выполнить простейшие команды, всё равно в каком окне:
27 1 Andrey Golovin
<pre>
28 1 Andrey Golovin
as lines
29 1 Andrey Golovin
as sticks
30 1 Andrey Golovin
as cartoon
31 1 Andrey Golovin
as ribbon 
32 1 Andrey Golovin
as spheres
33 1 Andrey Golovin
</pre>
34 1 Andrey Golovin
35 1 Andrey Golovin
36 1 Andrey Golovin
Каждый раз смотрите, что происходит с изображением в графическом окне.
37 1 Andrey Golovin
Щелкните правой кнопкой мыши по изображению какого-нибудь атома в графическом окне - изучите описание этого атома.
38 1 Andrey Golovin
Изучите работу кнопки "S" (Режим просмотра/Вид) графического окна. Модели 3D структур белков бывают шариковые, проволочные, шарнирные и ленточные, посмотрите, как эти типы моделей обозваны в меню. 
39 1 Andrey Golovin
Экспортируйте изображение шариковой модели структуры в графический файл all.png.
40 1 Andrey Golovin
41 1 Andrey Golovin
42 1 Andrey Golovin
h2. 4. Создайте скрипт, последовательно генерирующий заданные изображения структуры. 
43 1 Andrey Golovin
44 1 Andrey Golovin
Сначала попробуйте создать простой текстовый скрипт. Сохраните его в отдельном файле proba.pml и проверьте, что он работает, и только потом приступайте к созданию основного скрипта exercise1.pml.
45 1 Andrey Golovin
46 1 Andrey Golovin
Откройте файл exercise1.pml в редакторе (notepad). Введите команду/команды в командное окно PyMol. Если команды создают требуемое изображение, добавьте их в скрипт. 
47 1 Andrey Golovin
Внимание! Не все команды, задаваемые кнопками меню, отображаются в командном окне!
48 1 Andrey Golovin
49 1 Andrey Golovin
Скрипт должен порождать следующие картинки:
50 1 Andrey Golovin
# всю структуру в шариковой модели;
51 1 Andrey Golovin
# структуру только белка в остовной модели;
52 1 Andrey Golovin
# структуру только белка в ленточной модели;
53 1 Andrey Golovin
# изображение всех компонентов структуры;
54 1 Andrey Golovin
** лиганды из 2-х и более атомов, а также ДНК – в шарнирной модели с раскраской по атомам (шарнирной моделью будем называть наложение шариковой и проволочной моделей такое, что размер "проволочек" примерно вдвое меньше размера "шариков");
55 1 Andrey Golovin
** молекулы воды и одноатомные лиганды - в шариковой модели; *эту картинку экспортируйте в графический файл all_components.png;* 
56 1 Andrey Golovin
# изображение концевых остатков у одной полипептидной цепи; 
57 1 Andrey Golovin
** получите изображение в остовной модели только какой-нибудь одной полипептидной цепи;
58 1 Andrey Golovin
N- и С-концевые аминокислотные остатки покажите в шарнирной модели, подпишите их названия и номера;
59 1 Andrey Golovin
представьте аминогруппу N-концевого остатка и атомы кислорода карбоксильной группы С-концевого в шариковой модели (с большим диаметром шариков, чем для остальных атомов); подпишите их названия.
60 1 Andrey Golovin
61 1 Andrey Golovin
h2. Дополнительные упражнения. 
62 1 Andrey Golovin
63 1 Andrey Golovin
h3. 5. Опишите общую форму заданного белка и оцените его размеры. 
64 1 Andrey Golovin
65 1 Andrey Golovin
Получите одноцветное изображение белковой части структуры в шариковой модели. Покрутите структуру, выберите ракурс и опишите в протоколе, на что это похоже (на шар, цилиндр, гриб, гвоздь...?) 
66 1 Andrey Golovin
67 1 Andrey Golovin
Для измерения характерных размеров структуры используйте кнопки меню "Wizard"=>"Measurements" . На экране должна появиться пунктирная линия с указанием расстояния между точками в A. В командном окне можно увидеть, между какими атомами было измерено расстояние. Результаты занесите в протокол. 
68 1 Andrey Golovin
69 1 Andrey Golovin
Для того, чтобы понять, маленький или большой белок Вам задан, очень полезно выполнить следующие расчеты. Аппроксимируйте белок сферой, радиус которой выберите на основании проведенных измерений. Допускается аппроксимация цилиндром или другой подходящей геометрической фигурой. Попробуйте ответить на следующие вопросы.
70 1 Andrey Golovin
Сколько молекул Вашего белка поместится в одной клетке Escherichia coli, если аппроксимировать клетку цилиндром r=0.5µm и h=2µm ? 
71 1 Andrey Golovin
72 1 Andrey Golovin
Предположим, что все 4400 белков кишечной палочки были синтезированы одновременно и в равных количествах. Предположим, что размеры всех белков одинаковы и равны размерам Вашего белка. Предположим, что в клетке ничего нет, кроме белков. Сколькими молекулами будет представлен каждый белок? 
73 1 Andrey Golovin
74 1 Andrey Golovin
Предел разрешения светового микроскопа оценивается как λ/2, где λ - длина волны. Сколько молекул белка потребуется, чтобы создать объект, видимый под световым микроскопом?