蛋白质分子的三维打印模型

所以,时尚的3D印刷机已经达到了我们卑微的建立,分子生物学自豪地称为实验室。几个星期前,作坊买的3D打印机比科学家们发起了激烈的争论,生物学家 - 新的东西是有用的。生理学,例如,已聚集在打印一些复杂的零件设计用来测试各种行为反应的大鼠的新机制。我们也保持一定三维蛋白质结构由X射线分析的(并且,一段时间以来,低温电子显微镜),并为我们受益3D打印是不那么明显。因此,我们porylis在互联网上看到什么人在蛋白质结构版画方面。由此产生的obzorchik与美丽的图片和视频打印模式 - 下切



简介有关的蛋白质结构 H4>由于正确地指出超过一百年以前的战友恩格斯,“人生有存在蛋白体的一种方式。”也就是说,我们的身体主要是由蛋白质和蛋白质具有在我们的身体重要功能 - 结构(细胞形状搁置在细胞骨架蛋白),电机(肌肉收缩运动蛋白的狡猾的工作),酶(例如,食物是通过酶蛋白消化),运输(氧从肺部向组织拖动蛋白血红蛋白),等等;总之,没有蛋白质 - 的任何地方。

因此,它是非常有趣的,以了解如何蛋白质工作。从一个化学家的角度来看,蛋白质 - 是一个黑盒子。你可以给他一个不同的问题在入口处,然后看在输出端会发生什么(在什么速度等)。在某种意义上的蛋白质分子的三维结构的确定,这开启了黑盒子,该蛋白质的结构 - 如何黑盒内部配置的图。并非总是立即从结构继承了解蛋白质的工作原理,但结构,当然,打开了我们的眼睛,让你计划进一步的实验。

蛋白质 - 这是一个非常大的分子(高分子)。从化学角度来看,它是 - 线性聚合物和超过1000个氨基酸的单体的长度从70。由于不同的氨基酸侧基长蛋白质分子折叠成一个紧凑的小球,其特征为通过其自身的造型每种蛋白质。它是一个折叠的结构和蛋白质的科学家确定。是X射线分析,其允许计算上的相应蛋白的晶体蛋白质的通过X射线衍射中的原子的坐标的主导方法。做科学家晶体行为公约 - 蛋白质的任何明确的结构必须把所有的最好的蛋白质数据银行( PDB,蛋白质数据银行一>),其中结构的数量已经超过了100万。因此,所有的结构都是在公共领域,你可以下载,查看,打印3D打印机等。关于蛋白质结构我写哈布雷前的更多信息; 更多关于展开形式的结构可以此处找到。

应当注意的是,映射该蛋白质的结构的任务不是那么简单。蛋白质是由几千个原子,其中,乍看之下,似乎可怕的粥(“A”,并在画面“C”)的。对于不同的应用程序使用不同的显示。例如,如果我们想了解如何满足该蛋白质的主链中,我们要显示的蛋白质以示意形式,这将用一个特殊的符号列(图中的“D”)的主链的唯一的过程 - 螺旋指α-螺旋,箭头指定测试折叠片(“D”,在画面的“e”)。

如果我们希望看到的蛋白质三维体,它可以显示一个表面蛋白(后来他变得像土豆);表面可涂有不同的参数。最有用的 - 油漆通过静电势,那么它将被清楚充电区

如果我们想了解我们的蛋白如何结合的药物分子或化学基片,它显示只有一小部分蛋白 - 酶的活性位点,也有少数的关键氨基酸,与药物直接进行交互

印刷蛋白质结构 H4>首先 - 一些有趣的视频

这里是一个非常清楚地表明了多少蛋白质分子肌动蛋白收集在所谓的“微丝”,这些构成了骨架,它支持了我们的细胞,肌肉的形式加上它也适用。肌动蛋白印在3D-打印机的单个​​分子,所述表面由静电势着色。


这里的东西硬生生:分子<一href="https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B5%D0%BC%D0%BE%D0%B3%D0%BB%D0%BE%D0%B1%D0%B8%D0%BD">гемоглобина,携带氧气在体内(聚集的红血细胞的蛋白)。血红蛋白由四个亚基(个别蛋白质分子),再加上一个小分子结合于载体的血红蛋白血红素铁原子,并能结合氧。在这个模型中的用途是用作一个更复杂的。进程和透明显示器真实表面蛋白分子的作为结果的外表面,而透明外层,可见着色α-螺旋,和二级结构的其它元件内部表示图形的蛋白质主链的过程。视频显示了四个亚基血红蛋白亚基的整个组件被安装在磁铁。在最后被推入地方小分子血红素。


下面是同一型号的另一个视频,这是更好地看到在二级结构,并显示水模型如何降低可以让你看到一个对比的二级结构。另一个不同之处 - 该模型具有蛋白质的外层不仅透明,如过去的版本,并且还稍微由静电势着色:


这些视频取自日本发烧友通道3D打印的蛋白质川胜,更多的视频与不同的印刷蛋白质结构可以在这里找到:
http://www.youtube.com/channel/UCsrgChR36VUMVy8GejyuD0Q/videos

当然,精明的商人不能拿起理念和​​生产高分子美已对流:蛋白质这些认知结构已经上市

同样,如果你要打印你的蛋白质,你就不必买了3D打印机。已经有一些公司销售为预设的足够数量的(例如,DNA的三维模型)和任何蛋白质进行打印订购。例如,三维分子设计

对企业的问题:除了3D打印,早已存在的公司href="http://www.crystalprotein.com">在透明水晶打印你喜欢的蛋白质的三维结构愿意
如果有人认为它是所有的笑话和恶作剧 - 不是在所有。形势的严重性,从美国NIH 最近推出的库3D就绪模式 - 与国家医学图书馆合作国家卫生研究院(本最严重的结构,是美国卫生部门的一部分)。除了高的蛋白质结构(X射线晶体学)和低分辨率(低温电子显微镜),并且可以在存储库模型被看作支持下的实验室试验管和其他小东西。该库被创建,按照我的理解,提高了NIH内部沟通模式。现在452的模式。

如何打印蛋白质的结构 H4>如果您的启发上面的图片,并有机会获得一个3D打印机,打印本身是很容易的蛋白质结构。在互联网上有一步的指示一步不少,这两个最聪明,最详细:



总之,你必须先安装了<一的节目之一href="http://en.wikipedia.org/wiki/Software_for_protein_structure_visualization">отображения蛋白质结构

的。然后 - 找到要打印的结构。所有结构都在蛋白质数据银行时,有一个关键字的搜索。除了搜索,他们有一个美妙的项目«本月分子» - 他们选择某种蛋白质和细节,并谈论它结构与功能的广大受众的非专业人士。主页项目是因为晦涩难懂的书目蛋白质丰富的艰巨,但如果你开始点击链接,有蛋白质美丽的图画和操作的清晰的描述和结构。我希望这个信息将帮助您选择要打印的蛋白质。

加载后的结构(蛋白质数据银行有一个美好的一个按钮“下载文件»)及其相应的程序显示,有必要在选择要打印的分子形式。上述指令被邀请来显示蛋白绘由静电势,出口面的表面的形式,将其转换为格式打印和 - 瞧!类似的蛋白质马铃薯打印的三维模型是很容易。

然而,这将是很有意思的打印,比方说,该蛋白质的主链的示意性显示,像这样(在此,据我所看到的,蛋白质和DNA的复合体):

唯一蛋白质的这种骨骼结构是脆弱的。对于这样的打印推荐使用程序来显示蛋白质结构
奇美拉的,因为它能够直接出口.STL文件,了解最三维打印机。因此,在嵌合体分子的任何选择的形式安全地导出,并可以打印,包括骨骼表示。这里有一个快速的视频演示,有点解释这个过程:



结论(或者是山羊手风琴) H4>正如我们刚才看到的,人们主动打印蛋白质结构。打开问题依然存在:他们为什么这样做?到目前为止,唯一的答案 - 在教育,示范,培训的目的。蛋白质 - 复杂的三维物体和持有手中的“分子”的能力,当然,有助于如何蛋白的内部工作原理的理解。另外,许多蛋白质​​只是视觉上的美丽。打印蛋白质的骨骼结构,可以说是相当严重的技术挑战,然后 - 的三维打印功能令人印象深刻的演示。所以,如果你有一个3D打印机,空闲时间和热情......你知道该怎么办!

这个美女 - <一个href="https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%B8%D0%B1%D0%BE%D1%81%D0%BE%D0%BC%D0%B0">рибосома.

来源: habrahabr.ru/post/238451/