Page 77 - Perdih, Andrej, Katja Lakota, Alja Prah. 2020. Strukture bioloških molekul. Univerzitetni učbenik z recenzijo in navodila za vaje. Koper: Založba Univerze na Primorskem.
P. 77
strukture bioloških molekul
Eksperimentalni podatki o določenih strukturah bioloških makromolekul so dostopni v javni
bazi proteinskih struktur Protein Data Bank (PDB). Druga pomembna baza struktur je
Cambridge Structural Database (CSD), ki omogoča dostop do strukturnih podatkov o majhnih
molekulah. Koordinate lahko pridobimo tudi z rezultati homolognega modeliranja in drugih
metod napovedi 3D proteinskih struktur (glej Poglavje V). Večina grafičnih programov
uporablja standardno označevanje oz. barvanje atomov, kot ga prikazuje Preglednica 1, čeprav
lahko tudi med programi obstajajo manjše variacije.
Preglednica 1. Standardne barvne oznake atomov.
Atom Barva atoma
vodik
ogljik bela
kisik črna/siva
dušik
žveplo rdeča
fosfor modra
fluor rumena
klor oranžna
brom zelena
jod zelena
rjava
vijolična
Pri grafični predstavitvi konformacije organske molekule, atome najpogosteje predstavimo s
kroglicami, kemijske vezi pa s paličicami, ki jih povezujejo. Take modele imenujemo modeli
kroglic in paličic (ang. ball-and-stick models). Zaradi preglednosti lahko atome predstavimo tudi
kot točke, povezane s kemijskimi vezmi. Dobimo enostavne žičnate (wire) ali paličaste (stick)
modele.
Omenjene predstavitve molekul ne podajo veliko informacij o prostoru (volumnu), ki ga
zavzema molekula. V ta namen uporabljamo CPK (kalotne) modele, poimenovane po
začetnicah imen njihovih avtorjev: Corey, Pauling in Koltun. V CPK modelu atomi predstavimo
kot sfere, ki se med seboj prekrivajo in tvorijo molekulo. Velikost sfere je določena z van der
Waalsovim radijem posameznega atoma, ki predstavlja približek prostora, ki ga zavzema atom.
Tako je van der Waalsov radij atoma vodika 1.2 Å, ogljika 1.7 Å, dušika 1.55 Å in kisika 1.52 Å,
ter ga imenujemo tudi atomski ali molekulski volumen, celotno površino, ki jo očrta, pa van der
Waalsova površina.
Na Sliki 1 je z različnimi modeli predstavljena mala organska molekula - nevrotransmiter
serotonin. Molekulske modele lahko predstavimo tudi brez prikazanih vodikovih atomov. To
storimo predvsem takrat, ko bi celotna mreža vodikov ovirala vizualizacijo preučevanih
strukturnih elementov.
77
Eksperimentalni podatki o določenih strukturah bioloških makromolekul so dostopni v javni
bazi proteinskih struktur Protein Data Bank (PDB). Druga pomembna baza struktur je
Cambridge Structural Database (CSD), ki omogoča dostop do strukturnih podatkov o majhnih
molekulah. Koordinate lahko pridobimo tudi z rezultati homolognega modeliranja in drugih
metod napovedi 3D proteinskih struktur (glej Poglavje V). Večina grafičnih programov
uporablja standardno označevanje oz. barvanje atomov, kot ga prikazuje Preglednica 1, čeprav
lahko tudi med programi obstajajo manjše variacije.
Preglednica 1. Standardne barvne oznake atomov.
Atom Barva atoma
vodik
ogljik bela
kisik črna/siva
dušik
žveplo rdeča
fosfor modra
fluor rumena
klor oranžna
brom zelena
jod zelena
rjava
vijolična
Pri grafični predstavitvi konformacije organske molekule, atome najpogosteje predstavimo s
kroglicami, kemijske vezi pa s paličicami, ki jih povezujejo. Take modele imenujemo modeli
kroglic in paličic (ang. ball-and-stick models). Zaradi preglednosti lahko atome predstavimo tudi
kot točke, povezane s kemijskimi vezmi. Dobimo enostavne žičnate (wire) ali paličaste (stick)
modele.
Omenjene predstavitve molekul ne podajo veliko informacij o prostoru (volumnu), ki ga
zavzema molekula. V ta namen uporabljamo CPK (kalotne) modele, poimenovane po
začetnicah imen njihovih avtorjev: Corey, Pauling in Koltun. V CPK modelu atomi predstavimo
kot sfere, ki se med seboj prekrivajo in tvorijo molekulo. Velikost sfere je določena z van der
Waalsovim radijem posameznega atoma, ki predstavlja približek prostora, ki ga zavzema atom.
Tako je van der Waalsov radij atoma vodika 1.2 Å, ogljika 1.7 Å, dušika 1.55 Å in kisika 1.52 Å,
ter ga imenujemo tudi atomski ali molekulski volumen, celotno površino, ki jo očrta, pa van der
Waalsova površina.
Na Sliki 1 je z različnimi modeli predstavljena mala organska molekula - nevrotransmiter
serotonin. Molekulske modele lahko predstavimo tudi brez prikazanih vodikovih atomov. To
storimo predvsem takrat, ko bi celotna mreža vodikov ovirala vizualizacijo preučevanih
strukturnih elementov.
77
