Repaso Rápido de Protein Explorer
por Eric
Martz.
Accesible en línea (en inglés) en
www.umass.edu/microbio/chime/explorer/qtour.htm.
Sugerencias a emartz@microbio.umass.edu.
Este Repaso Rápido mostrará cómo
utilizar Protein Explorer (www.proteinexplorer.org)
para visualizar las características estructurales más importantes
de una macromolécula. Es necesario que Ud esté familiarizado
con los aspectos fundamentales de la estructura de proteínas y ácidos
nucleicos. Si Ud. encuentra palabras o conceptos que no le resultan
familiares consulte un libro de texto de bioquímica.
Imprima este documento para su utilización
como referencia. El
objetivo de este Repaso Rápido es organizarle la Introducción
a Protein Explorer. Encontrará instrucciones y enlaces a páginas
de ayuda extensas en Protein Explorer. Es importante que dedique un tiempo
a leer esta información ofrecida dentro de Protein Explorer, porque
no se repetirá más adelante en este documento de Repaso Rápido.
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Si no ha abierto Protein Explorer, inicie Netscape, y conecte
con www.proteinexplorer.org.
(Protein Explorer requiere Netscape 4, con el programa
de estructura química Chime 2 instalado en su ordenador. Si su navegador
no es compatible, Protein Explorer le informará sobre cómo
hacerlo compatible. Este programa no funcionará en Internet Explorer
ni en Netscape 6.)
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Lo primero que aparece es la página inicial o de acceso.
En ella, haga click en el enlace grande
Inicio Fácil a Protein
Explorer.
Este enlace carga el dominio de unión al DNA,
correspondiente a la proteína reguladora de la transcripción
Gal4, unida al DNA. Para poder mostrar la visión en 3D de una molécula
o estructura, Protein Explorer necesita un archivo de datos donde se especifiquen
las posiciones de todos los átomos, denominado fichero de coordenadas
o fichero PDB. Se pueden obtener todas las estructuras de macromoléculas
publicadas conectando con
Protein Data Bank
(PDB). (Una secuencia de aminoácidos sola no puede utilizarse para
ver una estructura 3D en Protein Explorer). Cada archivo PDB posee un código
único de identificación formado por 4 caracteres. El código
para el complejo Gal4:DNA es 1d66.
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Una vez iniciada la sesión en Protein Explorer, debe
verse la molécula, junto con la página descrita como Vista
Preliminar. Dedique un tiempo para digerir la información de
esta página -- ¡es importante!
En este momento puede ignorar la ventana marcada como
"Entre los comandos aquí" -- Se trata de una herramienta para usuarios
expertos . Protein Explorer puede utilizarse de forma muy eficiente sin
introducir comandos en esta ventana.
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Junto al borde inferior del marco Vista Preliminar
se encuentra un icono rojo y amarillo con un signo de interrogación
,
el Botón de Información de la Molécula
. Este
botón se encontrará en todas las páginas. Haciendo
Click sobre él se abre la ventana correspondiente a la información
sobre la molécula, de forma que pueden explorarse los recursos aquí.
Si tiene prisa, la opción más importante es Secuencias.
(Es recomendable posponer Seq3D hasta más tarde).
Lo más importante que se obtiene de Secuencias
es una rápida inspección de las secuencias de las cadenas
de proteína y ácido nucleico. (Las secuencias de carbohidratos
no se mostrarán aquí, aunque en cualquier caso no hay carbohidratos
en 1d66.) En el caso de 1d66, observamos que la cadena B es idéntica
a la A. Algunos archivos PDB contienen discontinuidades -- típicamente
regiones donde la cadena no ha podido resolverse en 3D. Son fáciles
de detectar en la ventana Secuencias.
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La ventana de información sobre la Molécula
también contiene un enlace importante a
Ayuda, Índice
y Glosario. Échele un vistazo -- puede encontrarlo útil
ahora y más adelante.
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En la parte inferior de la página Vista Preliminar
hay un enlace a Formulario de registro y Observaciones. Si
dispone de 2 o más horas para su Vista Rápida, puede que
le sea útil imprimir el formulario y anotar sus observaciones. Si
quiere completar su Repaso Rápido en una hora o menos, es recomendable
no utilizarlo.
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Cuando haya finalizado la página Vista Preliminar,
ya debería saber cuántas cadenas de proteína hay en
la molécula, cuántas de ácido nucleico, qué
ligandos están presentes, si hay moléculas de agua y si existen
puentes disulfuro.
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Haga click en ¡Explorar más!,
que le llevará a Vistas Rápidas, un sistema de 3 menús.
Vistas Rápidas constituye el núcleo básico del potencial
de Protein Explorer como un programa fácil de usar. Intente aquí
cualquier cosa que pueda interesarle. En los siguientes apartados del Repaso
Rápido le introduciremos en las posibilidades más importantes
(no todas) que le ofrece Repaso Rápido.
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Extremos Amino y Carboxi. En Vistas Rápidas,
las selecciones en los menús VISUALIZACIÓN y COLOR siempre
operan sobre los átomos seleccionados. Abra el menú SELECCIÓN,
y haga click en "Todos". Observe el recuento de átomos seleccionados
debajo de la molécula. Ahora haga SELECCIÓN:Cadenas, COLOR:
N->C Arcoiris. ¿Qué extremo de la cadena de proteína
se sintetiza primero?
La proteína Gal4 entera contiene 881 residuos.
Sólo se cristalizaron los primeros 65 residuos del extremo amino
terminal en 1d66.
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Estructura Secundaria SELECCIÓN: Proteína,
VISUALIZACION: Cintas 3D, COLOR: Estructura. En 1d66, observar que las
2 alfa-hélices más largas son paralelas.
Observe que cada operación en Vistas Rápidas
automáticamente despliega una ayuda detallada en la ventana central.
Es importante que mire esta ayuda ya que no se repetirá aquí.
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Pruebe los Botones de la fila superior Giro, Zoom, Fondo
'Bkg', Agua, y ligando. Estos botones son todos teclas (excepto para
el Zoom+ y -) de forma que es necesario hacer click dos veces sobre cada
uno de ellos para apreciar lo que hacen. Se trata de atajos para operaciones
que se realizan con frecuencia; se encuentran asequibles en todas las páginas
de Protein Explorer (excepto en Vista Preliminar).
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Distribución de residuos hidrofóbicos.
Con Proteína seleccionada, PRESENTACIÓN: Esferas, COLOR:Polaridad2.
Esta opción es más fácil de ver con fondo de pantalla
negro (haga click en el Botón 'Bkg'). Observe en 1d66 una fila hidrofóbica
de átomos en la que las dos alfa-hélices más largas
están en contacto una con otra. Podemos verlo más claramente
utilizando el botón 'Sección'. ¿Por qué las
cadenas laterales hidrofóbicas se agrupan en esta región?
La presencia de grandes porciones hidrofóbicas
en la superficie de una proteína (no observable en 1d66) puede indicar
áreas de contacto proteína-proteína, o bien en casos
extremos, que la proteína se ubica en un medio hidrofóbico,
por ejemplo una bicapa lipídica. Un ejemplo de esto último
es el canal de potasio 1bl8.
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Carga Neta. COLOR:Polaridad5. ¿Cuál
cree que es la carga neta de la proteína 1d66? ¿De qué
forma explica la función de Gal4?
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Contactos con el ligando. Selección: ligando,
Visualización: contactos. En el caso de1d66, verá 2 pares
de átomos de cadmio, rodeados por sus contactos, suprimiéndose
la visión del resto de la molécula.
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Centrar. Haga click en el Botón "Centrar",
y apriete la opción OK en la ventana flotante de interrogación.
Haga Click sobre alguno de los átomos amarillos. El átomo
se moverá al centro de la pantalla. Haga Click en Zoom+ repetidamente
hasta que vea la estructura centrada con claridad.
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Utilización de los Controles de Contactos.
El ligando (1d66: un par de átomos de cadmio) se representa por
su superficie de Van der Waals. Oculte la superficie y haga click en el
botón "Ligandos" de forma que los átomos del ligando se muestren
como esferas.
Consejo: Si la ayuda de Contactos no es visible,
haga click en "Restablecer Ayuda de Contactos y Controles". En la ayuda
de Contactos, baje hasta encontrar la opción "Superficie:
Transparente, Oculta, Sólida", y haga click en Oculta. Ahora
haga click en el Botón de "Ligando" hasta que los átomos
del ligando aparezcan como bolas. Para mostrar el ligando como bolas y
bastones, haga click en "Átomos dentro +fuera de la superficie:
7
Å". (Esta opción también muestra los enlaces covalentes,
si existen, entre los átomos dentro y fuera de la superficie)
1d66: ¿Qué elemento químico representan
las bolas amarillas?
Consejo 1: Si la ayuda de Contactos no es visible,
haga click en "Restablecer Ayuda de Contactos y Controles". En la ayuda
de Contactos, baje hasta encontrar el enlace "bolas y bastones",
que están "coloreados según el elemento químico",
y haga click. Haga click en Retroceder en la parte inferior para
regresar a la ayuda de Contactos.
Consejo 2: Haga click sobre una bola amarilla y observe
cómo se identifica en la ventana de mensajes (inferior izquierda).
1d66: ¿Qué elemento forma una jaula alrededor
del cadmio? ¿Cuántos átomos de este elemento están
unidos al par de iones de Cd ?
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Contactos: Bolas frente a Bastones.
Si la ayuda de Contactos no está visible, haga click en "Restablecer
ayuda de Contactos y Controles". ¿Por qué algunos átomos
fuera de la superficie se muestran como bolas, mientras otros átomos
próximos se muestran como bastones? (Podemos mostrar la superficie
otra vez haciendo click en "Superficie: Sólida" en el marco
de ayuda de Contactos)
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Situar los Contactos en el Contexto de la molécula.
Si la ayuda de Contactos no es visible, haga click en "Restablecer
ayuda de Contactos y Controles". Haga click en "Esqueleto: Mostrar".
Con ello se seleccionan todos los carbonos alfa de los aminoácidos
y todos los átomos de fósforo de los nucleótidos (1d66:
150 átomos). Haga click en el botón "Centrar", y a continuación
otro click en Cancelar (Para centrar todos los átomos seleccionados).
Haga Zoom a un tamaño menor de forma que pueda ver los ligandos
y sus contactos en el contexto global de la estructura.
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DNA fernte a RNA. Haga click
en Vista preliminar:
Reiniciar Vista. Cuando la pantalla
de Vista Preliminar se reestablezca, haga click
en ¡explorar
Más! para volver a Vistas Rápidas. SELECCIÓN:
Nucleico. (Si no se selecciona ningún átomo, puede saltarse
esta etapa). En el marco de ayuda, haga click en el enlace distinguir
DNA de RNA. ¿Qué representan las bolas grises? ¿Hay
alguna ribosa presente?
Acaba de completar la Vista Rápida básica
de Protein Explorer para la molécula ejemplo 1d66.
Encuentre otra molécula que le interese, muéstrela
en Protein Explorer y utilice las etapas básicas comentadas para
conocer las aspectos estructurales fundamentales de su molécula.
Para encontrar y mostrar su molécula, vaya a www.pdblite.org.
Cuando haya restringido su búsqueda a una molécula, haga
click en el enlace
Protein Explorer en la sección "View in
3D".
Si necesita una herramienta de búsqueda más
avanzada, pruebe SearchFields en Protein Data Bank, www.rcsb.org.
Existen recursos adicionales para encontrar moléculas, cadenas de
moléculas, o agrupaciones moleculares en la página inicial
de Protein Explorer.
Protein Explorer contiene un extenso Manual
que cubre muchos aspectos que no se han mencionado en este Repaso Rápido
Planeamos añadir secciones adicionales a este Repaso
Rápido en futuras versiones.