PyMOL簡單操作&動畫製作

為期三個禮拜的課程王老師教我們利用PyMOL軟體
來分析蛋白的結構以及3D動畫的製作。
而作業則是自己挑選一個有興趣或跟自己實驗相關的蛋白
並利用課堂所教利用PyMOL製作蛋白結構的3D動畫，以下呈現
PyMOL軟體的簡單操作過程，以及動畫的製作結果。


1. 我們實驗室的研究主要focus在一個存在Vibrio vulnificus裡的蛋白
Leucine-responsive regulatory protein (Lrp)。已知突變掉或剔除此Lrp基因
V. vulnificus則會喪失毒力，但在V.v中有關Lrp的文獻相當稀少。有關
Lrp的研究以E.coli最多，Lrp是一個global regulator能夠藉由與DNA的結
合來調控許多基因的表現，調控的基因包含參與代謝、物質運送
及毒力相關的反應路徑。

2. 利用RCSB PDB線上網路資料庫 http://www.rcsb.org/來搜尋已被解結構
的蛋白，在首頁上可即時觀看到現今以上傳至資料庫的所有蛋白分子個
數(至今已有105499個)，可在首頁上直接輸入欲搜尋的蛋白-Leucine-responsive
 regulatory protein 。

3. 輸入後，由分類欄可看到有用NMR或X-ray所分析到的Lrp結構，網頁再往
下會看到所有搜尋到的Lrp蛋白結構圖，而第一個即是E.coli的Lrp，並點選進
去。

4. 點選進去後可看到完整E.coli Lrp結構圖。此結構圖是用X-ray所分析，且以四聚
體方式呈現，在Lrp結構圖的周邊為蛋白的N端有helix-turn-helix motif，被認為是
與DNA結合的地方；而在結構圖中間的凹洞，被認為是effector分子所結合的
地方，例如leucine，可改變Lrp的結構而影響調控基因的能力。在網頁中也可知道
此結構圖的代號為2GQQ。

5. 開啟PyMOL軟體，按下上面的選項Plugin-->PDB loader service，並輸入2GQQ，
即可出現E.coli的Lrp結構圖，其所顯示並不是網在上的四聚體結構，而是二聚體!。
在圖層欄隱藏(H) lines並顯示(S)cartoon結構，即會改變結構顯示方式。

6. 可在Display--> background改成白色，加上按下Ray鍵可讓構圖便清晰。
在指令對話框輸入"color red, chain A"，以此類推格式可在不同chain(A~D)
換上不同顏色即可將四個不同的Lrp分別出來。可隨時存檔(Save session)
，以免指令輸入錯誤而更動了圖層(就回不去了~~~)。

7. 也可設定不同的chain用不同的結構顯示。可在Display欄選擇顯示sequence，
以指標圈選指定序列而改變此圖層之結構呈現(S)方式。
chain A: sticks
chain B: ribbon
chain C: spheres
chain D: surface

8. 圖層欄Action(A)下選擇generate--> vacuum electrostatic--> protein contact
potential (local),即可分析蛋白區域的帶電性，越偏紅色就帶負電；越藍則帶正電
；白色則是中性，藍色的地方即很有可能為DNA結合的區域。

9. 製作Lrp 3D結構之360度動畫。在指令欄依序輸入如下:
mset 1x120 --> util.mroll 1,120,1 --> set ray_trace_frames=1 --> mpng mov
,指令都正確之後就會開始拍攝不同角度的照片，共有120張。以Movie Maker
匯入這120張照片，在設定0.05秒就顯示一張照片的速度匯出成影片檔，如下。