PyMol

Figur 1. En kvantenærstruktur af et protein, der består af fire forskelligekæder, hver farvet forskelligt. Strukturen er fundet gennem PDB og lavet i PyMol.

Beskrivelse

PyMol er et værktøj til at undersøge den tredimensionelle opbygning af proteiner. PyMol kan bl.a. bruges til at finde og undersøge bindingsdomæner, katalyserende domæner, interaktioner med f.eks. DNA og meget andet.
Et eksempel er visualisering af en transskriptionsfaktor. Her er transkriptionsfaktoren (proteinet) i interaktion med et DNA-molekyle. Ved at visualisere interaktioner kan transkriptionsfaktorens bindingssted på DNA-molekylet bestemmes, og man kan finde de aminosyrer, som er vigtige for bindingen.
Man kan zoome ind på interessante omåder, og derved visualisere både sekundær-, men også primærstrukturen.

PyMol er et vigtigt redskab for at forstå enkelte proteiners opbygning og deres interaktioner med andre molekyler.

Input:	PDB id for det protein man ønsker at visualisere, eller en PDB fil downloadet fra PDB databasen.
Output:	Det ønskede protein i tredimensionel struktur. Dette kan redigeres og præsenteres efter brugerens ønske.

Generel guide

I PyMol kan man se den overordnede struktur af proteinet på forskellige måder. De mest benyttede er:

• Ribbon (dansk: bånd), der en simpel struktur hvor molekylet vises som tynde bånd.
• Sticks (dansk: pinde), der også er en båndstruktur, men her vises sidekæderne også.
• Cartoon (dansk: tegning), hvor man kan se proteiners sekundærstruktur (se infoboks 1).
• Surface (dansk: overflade), som viser overfladen af molekylet. Denne form er god hvis man skal undersøge, hvilke aminosyrer der ligger på overfladen af proteinet og dermed kan interagerer med andre molekyler. 

Brugeren af PyMol kan selv bestemme detaljeringsgraden for proteinet. Ønskes få detaljer kan man gemme forstyrrende elementer, se kommandoen her. Forstyrrende elementer kan f.eks. være sidekæder (se infoboks 2) og hydrogenatomer, da disse er tilstede på hver aminosyre og let kan give et rodet billede.
Hvis der omvendt er dele som sidekæder, atomer etc. man gerne vil undersøge kan de vælges separat. Herefter kan de farves og præsenteres som ønsket, se her for kommandoerne til dette. Ved at præsentere enkelte dele anderledes end hele proteinet kan de nemmere undersøges af brugeren.

PyMol vinduet, som man arbejder i, er opdelt i flere forskellige dele:

• Historiedelen, hvor kommandoerne der senest er benyttet, vises.
• Kommandolinjen, hvor manuelt input indtastes. Kommandolinjen starter med PyMOL>. En række kommandoer til brug i PyMol kan findes her.
• Visualiseringsdelen (med sort baggrund i figur 2) er delen hvor proteinet kan ses.
• Oversigtsdelen, der er ved siden af visualiseringsdelen. Oversigtsdelen viser de molekyler/makromolekyler, som PyMol vinduet indeholder. Hvis brugeren selv vælger dele af molekylet, vil de også fremgå her.
• Kommandotasterne, A (Action), S (Show), H (Hide), L (Label) og C (Color) (ASHLC tasterne) benyttes til at redigere proteinet. Kommandoer gennem disse taster kan også indtastes i kommandolinjen, dog er det oftest lettere at benytte ASHLC tasterne.

Figur 2 viser et eksempel på et PyMol vindue, og de forskellige dele PyMol er bygget op af.

Figur 2. Eksempel på et PyMol vindue. Klik for at se figuren i stor format.

Som nævnt er PyMol og PDB databasen kædet sammen. Hvis computeren, der arbejdes ved, har internetforbindelse er PyMol i stand til automatisk at downloade det protein, man ønsker at arbejde med. Proteinet downloades direkte fra PDB, hvor man blot skal benytte PDB id'et til at hente proteinet. Downloading gøres gennem kommandolinjen med kommandoen fetch efterfulgt af proteinets PDB id.
En anden måde at hente protener til PyMol er ved at downloade selve PDB filen for det pågældende protein, og derefter vælge open i filer. Når et protein er blevet hentet ind i et PyMol vindue, vil dets navn, i form af PDB id’et, blive vist i oversigtsdelen til højre i skærmen (se figur 1). 

Ved at benytte ASHLC tasterne ud for proteinets navn specificeres kommandoer for det protein, der er valgt.

Det er muligt at have flere proteiner i samme PyMol. Det/de proteiner, man ønsker at se, kan markeres ved blot at trykke på proteinets navn i oversigtsdelen.

 
 
For at få den bedste visualisering af proteinet er det en god ide at ændre på fremstillingen af det. En trinvis guide til at visualisere et protein i PyMol kan ses her, hvor PyMol kommandoen også kan ses:

1. Hent proteinet:
   • fetch PROTEIN_NAVN

2. Skjul overflødig data:
   • hide everything

3. Ændre på strukturfremstillingen:
   • show cartoon

4. Farv interessante områder (f.eks. bindings domæner etc.):
   • color NAVN_PÅ_OMRÅDE

Diverse redigeringskommandoer til benyttelse i kommandolinjen kan findes her. Desuden kan flere kommandoer til PyMol findes her (siden er på engelsk).

I Øvelse 1. Aktin, fra mRNA til tredimensionelt protein (1.D), Øvelse 2. Myostatins proteininteraktioner og organismers slægtsskab (2.C), Øvelse 3. Bioinformatisk analyse af antistoffer (3.C) og øvelse 4. Identifikation og visualisering af ukendt protein (4.D) arbejder man med brugen af PyMol.