Modellierung einer Enzym-Aktiv-Site mit Molekularer Visualisierung Freeware

Biomolekulare Visualisierungsfähigkeiten sind von größter Bedeutung für das Verständnis von Schlüsselkonzepten in den Biowissenschaften, wie Struktur-Funktions-Beziehungen und molekulare Interaktionen. Verschiedene Programme ermöglichen es einem Lernenden, 3D-Strukturen zu manipulieren, und biomolekulare Modellierung fördert aktives Lernen, baut Rechenfähigkeiten auf und schließt die Lücke zwischen zweidimensionalen Lehrbuchbildern und den drei Dimensionen des Lebens. Eine entscheidende Fähigkeit in diesem Bereich besteht darin, eine aktive Proteinstelle zu modellieren, die Teile des Makromoleküls anzeigt, die mit einem kleinen Molekül oder Liganden auf eine Weise interagieren können, die Bindungsinteraktionen zeigt. In diesem Protokoll beschreiben wir diesen Prozess mit vier frei verfügbaren makromolekularen Modellierungsprogrammen: iCn3D, Jmol/JSmol, PyMOL und UCSF ChimeraX. Dieser Leitfaden richtet sich an Studenten, die die Grundlagen eines bestimmten Programms erlernen möchten, sowie an Ausbilder, die biomolekulare Modellierung in ihren Lehrplan integrieren. Das Protokoll ermöglicht es dem Benutzer, eine aktive Site mit einem bestimmten Visualisierungsprogramm zu modellieren oder mehrere der verfügbaren kostenlosen Programme zu testen. Das für dieses Protokoll gewählte Modell ist die humane Glucokinase, eine Isoform des Enzyms Hexokinase, die den ersten Schritt der Glykolyse katalysiert. Das Enzym ist an eines seiner Substrate sowie an ein nicht-reaktives Substratanalogon gebunden, das es dem Benutzer ermöglicht, Wechselwirkungen im katalytischen Komplex zu analysieren.