Modélisation d’un site actif enzymatique à l’aide d’un logiciel gratuit de visualisation moléculaire

Les compétences en visualisation biomoléculaire sont primordiales pour comprendre les concepts clés des sciences biologiques, tels que les relations structure-fonction et les interactions moléculaires. Divers programmes permettent à un apprenant de manipuler des structures 3D, et la modélisation biomoléculaire favorise l’apprentissage actif, développe des compétences informatiques et comble le fossé entre les images de manuels en deux dimensions et les trois dimensions de la vie. Une compétence essentielle dans ce domaine consiste à modéliser un site actif protéique, en affichant des parties de la macromolécule qui peuvent interagir avec une petite molécule, ou ligand, d’une manière qui montre les interactions de liaison. Dans ce protocole, nous décrivons ce processus à l’aide de quatre programmes de modélisation macromoléculaire disponibles gratuitement : iCn3D, Jmol/JSmol, PyMOL et UCSF ChimeraX. Ce guide s’adresse aux étudiants qui cherchent à apprendre les bases d’un programme spécifique, ainsi qu’aux instructeurs qui intègrent la modélisation biomoléculaire dans leur programme. Le protocole permet à l’utilisateur de modéliser un site actif à l’aide d’un programme de visualisation spécifique ou d’échantillonner plusieurs des programmes gratuits disponibles. Le modèle choisi pour ce protocole est la glucokinase humaine, une isoforme de l’enzyme hexokinase, qui catalyse la première étape de la glycolyse. L’enzyme est liée à l’un de ses substrats, ainsi qu’à un analogue de substrat non réactif, ce qui permet à l’utilisateur d’analyser les interactions dans le complexe catalytique.