Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Ленты с рибонуклеазой А от кинемага, показанного в Mage: β-нити - зеленые, спирали - золотые, а боковые цепи His активного сайта - синие.

Кинемаг (сокращение от kinetic image ) - интерактивная графическая научная иллюстрация. Он часто используется для визуализации молекул , особенно белков, хотя он также может представлять другие типы трехмерных данных (например, геометрические фигуры, социальные сети [1] или тетраэдры основного состава РНК ). Система kinemage разработана для оптимизации простоты использования, интерактивной производительности, а также восприятия и передачи подробной трехмерной информации. Информация кинемага хранится в текстовом файле, доступном для чтения человеком и машиной, который описывает иерархию экранных объектов и их свойств и включает необязательный пояснительный текст. Формат kinemage - это определенный химический тип MIME. из 'chemical / x-kinemage' с расширением файла '.kin'.

Ранняя история [ править ]

Кинемаги были впервые разработаны Дэвидом Ричардсоном из Медицинской школы Университета Дьюка для журнала Protein Science , премьера которого состоялась в январе 1992 года. [2] В течение первых 5 лет (1992–1996) каждый выпуск журнала Protein Science включал приложение по дискета с интерактивной компьютерной графикой kinemage 3D для иллюстрации многих статей, плюс программное обеспечение Mage ( кроссплатформенное , бесплатное, с открытым исходным кодом ) для их отображения; [3] Дополнительные материалы о кинемаге по-прежнему доступны на веб-сайте журнала. Маг и РасМол [4] были первыми широко используемой макромолекулярной графикой.программы для поддержки интерактивного отображения на персональных компьютерах . Кинемаги используются для обучения [5] [6] и приложений к учебникам, [7] [8] индивидуального исследования и анализа макромолекулярных структур.

Полноатомные контакты между рибонуклеазой А и ингибитором, имитирующим переходное состояние уридина ванадата (файл PDB 1RUV), с водородными связями в виде подушек из бледно-зеленых точек и благоприятными контактами Ван-дер-Ваальса в синем и зеленом цветах.

Использование в исследованиях [ править ]

В последнее время, с появлением гораздо более широкого разнообразия других инструментов молекулярной графики , использование кинемагов для презентаций было вытеснено широким спектром исследовательских применений, одновременно с новыми функциями отображения и с разработкой программного обеспечения, которое производит выходные данные в формате кинемаги из другие виды молекулярных расчетов. Полноатомный контактный анализ [9] добавляет и оптимизирует явные атомы водорода [10], а затем использует участки поверхности точек для отображения водородной связи , ван-дер-ваальсовых взаимодействий и стерических столкновений между атомами. Результаты могут быть использованы визуально (в кинемагах) и количественно для анализа подробных взаимодействий между молекулярными поверхностями, [11][12] наиболее широко с целью проверки и улучшения молекулярных моделей на основе экспериментальныхданных рентгеновской кристаллографии . [13] [14] [15] [16] И Mage, и KiNG (см. Ниже) были улучшены для отображения данных в кинемаге в более чем трех измерениях (перемещение между видами в различных трехмерных проекциях, раскрашивание и выбор потенциальных кластеров точек данных и переключение на представление параллельных координат ), используемый, например, для определения кластеров благоприятных конформаций скелета РНК в 7-мерном пространстве двугранных углов скелета между одной рибозой и следующей. [17]

Использование в Интернете [ править ]

KiNG - это программа просмотра кинемагов с открытым исходным кодом, написанная на языке программирования Java Яном Дэвисом и Винсентом Ченом [18], которая может работать в интерактивном режиме либо автономно на пользовательской машине без сетевого подключения, либо как веб-сервис на веб-странице . Интерактивная природа кинемагов - их основная цель и атрибут. Чтобы оценить их природу, демонстрация KiNG в браузере содержит два примера, которые можно перемещать в 3D, а также инструкции по встраиванию кинемага на веб-страницу. [19] На рисунке ниже показано, что KiNG используется для ремоделирования боковой цепи лизина в кристаллической структуре с высоким разрешением. KiNG является одним из средств просмотра, представленных на каждой странице структуры сайта Protein Data Bank, [20]и отображает результаты проверки в 3D на сайте MolProbity. [21] [22] [23] Кинемаги также могут быть показаны в иммерсивных системах виртуальной реальности с помощью программного обеспечения KinImmerse с открытым исходным кодом. [24] Все программы отображения kinemage и контактов all-atom доступны бесплатно и с открытым исходным кодом на веб-сайте kinemage .

KiNG: моделирование альтернативной конформации боковой цепи в электронной плотности, с контактными точками для всех атомов для оценки в реальном времени

См. Также [ править ]

  • Молекулярная графика
  • Ленточная диаграмма
  • Сравнение программного обеспечения для моделирования молекулярной механики

Ссылки [ править ]

  1. ^ Freeman, LC; иерархия; и другие. (1998). «Изучение социальной структуры с помощью динамических трехмерных цветных изображений» (PDF) . Социальные сети . 20 (2): 109–118. DOI : 10.1016 / S0378-8733 (97) 00016-6 .
  2. ^ Ричардсон, округ Колумбия ; Дж. С. Ричардсон (январь 1992 г.). «Кинемаг: инструмент научного общения» . Белковая наука . 1 (1): 3–9. DOI : 10.1002 / pro.5560010102 . PMC 2142077 . PMID 1304880 .   CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
  3. Перейти ↑ Neurath, H. (1992). "От редакции. Кинемаг: инструмент для научной иллюстрации" . Белковая наука . 5 (11): 2147. DOI : 10.1002 / pro.5560051101 . PMC 2143300 .  CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
  4. ^ Сэйл, Р. (1992). Материалы 10-й конференции Eurographics UK 1992 . Abingdon Press, Йорк.
  5. ^ Ричардсон, округ Колумбия; Дж. С. Ричардсон (1994). «Кинемаги - простая макромолекулярная графика для интерактивного обучения и публикации». Направления биохимических наук . 19 (3): 135–138. DOI : 10.1016 / 0968-0004 (94) 90207-0 . PMID 8203021 . 
  6. ^ Ричардсон, округ Колумбия; Дж. С. Ричардсон (2002). «Обучение молекулярной 3-D грамотности» . Биохимия и молекулярная биология образования . 30 : 21–26. DOI : 10.1002 / bmb.2002.494030010005 .
  7. ^ Voet, D .; JG Voet; CW Pratt (1999). Основы биохимии . John Wiley & Sons, Нью-Йорк.
  8. ^ Бранден, C.-I .; Дж. Туз (1999). Введение в структуру белка (2-е изд.). Garland Publishing, Inc., Нью-Йорк.
  9. ^ Слово, JM; и другие. (1999). «Визуализация и количественная оценка молекулярного согласия: контактные точки малого зонда с явными атомами водорода». Журнал молекулярной биологии . 285 (4): 1711–1733. CiteSeerX 10.1.1.119.6173 . DOI : 10.1006 / jmbi.1998.2400 . PMID 9917407 .  
  10. ^ Слово, JM; и другие. (1999). «Аспарагин и глутамин: использование контактов атома водорода при выборе ориентации амида боковой цепи». Журнал молекулярной биологии . 285 (4): 1735–1747. CiteSeerX 10.1.1.323.6971 . DOI : 10.1006 / jmbi.1998.2401 . PMID 9917408 .  
  11. ^ Слово, JM; и другие. (2000). «Изучение стерических ограничений на мутации белков с использованием MAGE / PROBE» . Белковая наука . 9 (11): 2251–2259. DOI : 10.1110 / ps.9.11.2251 . PMC 2144501 . PMID 11152136 .  
  12. ^ Ричардсон, JS ; Ричардсон, округ Колумбия (2002). «Природные белки β-листа используют негативный дизайн, чтобы избежать агрегации от края до края» . Proc. Natl. Акад. Sci. США . 99 (5): 2754–2759. Bibcode : 2002PNAS ... 99.2754R . DOI : 10.1073 / pnas.052706099 . PMC 122420 . PMID 11880627 .   CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
  13. ^ Ричардсон, округ Колумбия; Ричардсон, Дж. С. (2001). «МАГ, ЗОНД и кинемаги». Международные таблицы для кристаллографии . F, глава 25.2.8: 727–730.
  14. ^ Ричардсон, Джейн С .; и другие. (2003). Новые инструменты и данные для улучшения структур с использованием All-Atom контактов . Методы в энзимологии: высокомолекулярные Кристаллография, Часть D . Методы в энзимологии. 374 . С. 385–412. DOI : 10.1016 / S0076-6879 (03) 74018-X . ISBN 978-0-12-182777-9. PMID  14696383 .
  15. ^ Higman, VA .; и другие. (2004). «Конформации боковых цепей аспарагина и глутамина в растворе и кристалле: сравнение лизоцима куриного яичного белка с использованием остаточных диполярных связей». Журнал биомолекулярного ЯМР . 30 (3): 327–346. DOI : 10.1007 / s10858-004-3218-у . PMID 15754058 . 
  16. ^ Арендалл III, ВБ; и другие. (2005). «Тест повышения точности модели в высокопроизводительной кристаллографии». Журнал структурной и функциональной геномики . 6 (1): 1–11. DOI : 10.1007 / s10969-005-3138-4 . PMID 15965733 . 
  17. ^ Ричардсон, JS; и другие. (2008). «Основа РНК: согласованные всеугловые конформеры и номенклатура модульных строк (вклад Консорциума по онтологии РНК)» . РНК . 14 (3): 465–481. DOI : 10,1261 / rna.657708 . PMC 2248255 . PMID 18192612 .  
  18. ^ Чен, В.Б .; и другие. (2009). «KING (Kinemage, Next Generation): универсальная интерактивная программа молекулярной и научной визуализации» . Белковая наука . 18 (11): 2403–2409. DOI : 10.1002 / pro.250 . PMC 2788294 . PMID 19768809 .  
  19. ^ KiNG в браузере
  20. ^ "Банк данных белков" . Архивировано из оригинала на 2008-08-28 . Проверено 7 декабря 2016 .
  21. ^ MolProbity
  22. ^ Дэвис, И. В.; и другие. (2007). «MolProbity: всеатомные контакты и проверка структуры белков и нуклеиновых кислот» . Исследования нуклеиновых кислот . 35 (выпуск веб-сервера): W375 – W383. DOI : 10.1093 / NAR / gkm216 . PMC 1933162 . PMID 17452350 .   CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
  23. ^ Чен, В.Б .; и другие. (2010). «MolProbity: проверка структуры всех атомов для кристаллографии макромолекул» . Acta Crystallographica . D 66 (Pt 1): 12–21. DOI : 10.1107 / S0907444909042073 . PMC 2803126 . PMID 20057044 .   CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
  24. ^ Блок, JN; и другие. (2009). «KinImmerse: макромолекулярная VR для ансамблей ЯМР» . Исходный код для биологии и медицины . 4 : 3. DOI : 10,1186 / 1751-0473-4-3 . PMC 2650690 . PMID 19222844 .  

Внешние ссылки [ править ]

  • Официальный сайт , оригинал Duke University, с примерами и программным обеспечением
  • KiNG в браузере с интерактивными примерами
  • Банк данных белков RCSB
  • MolProbity: проверка структуры с помощью онлайн-кинемагов KiNG