Chemia w Przestrzeni Medialnej

Zajęcia fakultatywne dla studentów kierunku Chemia.

Ćwiczenia stacjonarne, 20.03.2024 r.

β-endorfina (beta-endorfina) to najbardziej aktywny peptyd opioidowy, wiąże się z wysokim powinowactwem z receptorami opioidowymi μ i δ (mikro i delta).
Dzisiejsze zadanie polega na przygotowaniu trzech wersji trójwymiarowej reprezentacji tego peptydu:

1. w reprezentacji "balls and sticks", na białym tle, w konformacji rozciągniętej
2. w reprezentacji "licorice + dots", na czarnym tle, konf. rozciągnięta z imitacją perspektywy
3. w dowolnej, interesującej reprezentacji, na przezroczystym tle

Budowa peptydu (Avogadro)

Wykorzystaj program avogadro. Program ten uruchom w terminalu (polecenie: avogadro lub z menu graficznego. Jeżeli Avogadro nie uruchomi sie z białym tłem w oknie głównym, to zmień tło na białe używając menu: Widok > Ustaw Kolor Tła...
Kolejność czynności prowadzących do zapisania pliku PDB zawierającego trójwymiarową reprezentację β-endorfiny:

1. Wybierz menu Buduj > Wstaw > Peptydy...
2. W nowej ramce wpisz (wklej) lub przeklikaj właściwą sekwencję aminokwasową, definiującą β-endorfinę:
   
3. Ustaw łańcuch po przekątnej okna tak, żeby cały się zmieścił i zdejmij z niego zaznaczenie (Zaznacz > Usuń zaznaczenie)
4. Wykonaj trzy zapisy swojej dotychczasowej pracy:
   1. Zapisz (Plik > Zapisz jako...) plik źródłowy w formacie natywnym Avogadro: b-endorfina.cml
   2. Wyeksportuj (Plik > Eksportuj > Grafika...) plik graficzny: b-endorfina.png
   3. Zapisz (Plik > Zapisz jako...) plik struktury w formacie Protein Data Bank: b-endorfina.pdb
5. Drugi z zapisanych plików spełnia pierwszy cel dzisiejszego ćwiczenia. Wszystkie trzy zapisane pliki prześlij do swojego dysku OneDrive, do katalogu endorfina.

Dwie pozostałe grafiki (PyMOL)

Uruchom program PyMOL i wczytaj do niego przygotowaną strukturę:

• w terminalu tekstowym, po przejściu do foldera, w którym znajduje się zapisana struktura w formacie PDB: pymol b-endorfina.pdb, lub
• otwórz PyMOL z menu graficznego i wczytaj cząsteczkę używając menu: File > Open...

Przygotuj wymagane reprezentacje:

1. Wyłącz domyślną reprezentację cząsteczki: menu podręczne "hide" > everything

   

2. Włącz reprezentację licorice (S > as > licorice)
3. Dodaj do niej reprezentację dots (S > dots)
4. Ustaw łańcuch tak, aby był położony w miarę poziomo, a następnie "schowaj do tyłu" jego C-koniec eksponując N-koniec:

   

5. Upewnij się, że jest włączone rozpoznawanie głębi lub włącz tę opcję (Display > Depth Cue (Fogging))
6. Powiększ okno PyMOL-a na cały ekran i wykonaj eksport pliku graficznego (File > Export Image As > PNG > draw antialiased OpenGL image > Save PNG image as ...). Plik nazwij perspektywa.png - ten plik spełnia drugą wymaganą reprezentację; prześlij go na swój dysk OneDrive.
7. Przełącz widok na Sticks i w tym widoku przygotuj następną reprezentację:
8. włącz dostosowywanie struktury (Build > Sculpting > Sculpting, oraz Build > Sculpting > Activate), przełącz działanie myszy na "edycję" (Mouse mode > 3-Button Editing)

   

9. Zmień konformację łańcucha β-endorfiny przesuwając wybrane atomy: wciśnij (i przytrzymaj) lewy klawisz Ctrl i złap (i przesuń) wybrany atom klikając go lewym przyciskiem myszy
10. Ułóż łańcuch b-endorfiny w wybrany przez Ciebie kształt (serca, korony, zygzaka, spirali, falbanki - czegokolwiek, co może być interesujące i będzie przykuwało uwagę potencjalnych odbiorców mimo, że prawdopodobnie będzie to całkowicie sprzeczne ze wszelkimi teoriami dotyczącymi zwijania białek i konformacji natywnych); ma być "ciekawie".
11. Aby przerwać dopasowywanie struktury (zatrzymać jej optymalizowanie) wyłącz Sculpting
12. Nie możesz dopuścić do utworzenia wiązań cis-peptydowych:

    

13. Na drodze prób i eksperymentów wybierz swoim zdaniem najbardziej interesującą i przyciągającą uwagę reprezentację molekularną; reprezentacje możesz łączyć lub wybrać jedną, podstawową; ważne jest, aby nie tracić informacji na temat rodzaju reprezentowanego peptydu (np. nie należy użyć reprezentacji ribbon ani cartoon, ponieważ będzie widoczna wyłącznie niewiele mówiąca "kreska")
14. Zapisz dwa pliki uwieczniające wynik Twojej pracy:
    1. Plik w formacie natywnym PyMOL-a (Save Session As... > PyMOL Session File), umożliwiający późniejsze odtworzenie i modyfikowanie ustawionej sceny: konformacja.pse
    2. Renderowany plik graficzny z przezroczystym tłem (File > Export Image As > PNG > ray trace with transparent background > Save PNG image as ...). Nazwij go konformacja.png

       

    3. Obydwa uzyskane w ten sposób pliki prześlij na swój dysk OneDrive; drugi z nich spełnia trzecie wymaganie.

Sprawozdanie.

Przygotowane dzisiaj pliki prześlij na swój dysk OneDrive w ramach uczelnianej uslugi Office365 - do dedykowanego foldera (endorfina), a następnie udostępnij prowadzącemu cały folder (najlepiej bez możliwości edycji przez prowadzącego...).
Folder udostępnij na adres: rafal.slusarz@staffms.ug.edu.pl (ten ze zdjęciem).
Ocenie podlegać będą 4 elementy:

• spełnienie wymagań stawianych trzem reprezentacjom (kolor tła, ułożenie w przestrzeni, rodzaj i jakość przygotowanej grafiki) - każdy z plików graficznych osobno
• kompletność udostępnionych plików (ich ilość i format)

CwPM - powrót.

↑↑↑