Tutorial ChimeraX

UCSF ChimeraX é um software de visualização e análise estrutural de biomoléculas desenvolvido pela equipe da University of California. Ele é um software gratuito com suporte multiplataforma que pode ser adquirido em https://www.cgl.ucsf.edu/chimerax/index.html.

Neste tutorial, você aprenderá alguns dos comandos básicos do ChimeraX.

Carregando uma estrutura

Para carregar uma estrutura, você pode usar o comando open.

open 2lzm

Observe que a estrutura da lisozima 2lzm é carregada na área principal da interface. No lado direito, é exibido um painel de log com informações sobre os comandos executados e mensagens do sistema. Logo abaixo, encontra-se a lista de modelos atualmente carregados.

Clique no checkbox abaixo do olho para ocultar ou exibir a interface. Para selecioná-la, clique no checkbox ao lado.

Utilize o menu superior para alterar o estilo da visualização:

Excluir a estrutura

Você pode excluir a estrutura usando o comando close. Entretanto, para fechar a estrutura, precisamos do seu ID. Você pode consultar isso no painel de models:

Opcionalmente, você pode usar o comando info models:

Agora que sabemos o ID, podemos excluí-lo com o comando:

close #1

Observe que a estrutura foi excluída:

Alinhando estruturas

Agora, vamos abrir duas estruturas e alinhá-las. Vamos começar carregando as duas estruturas:

open 2lzm
open 1lyz

Agora vamos usar o comando MatchMaker (mm) para alinhar sequências, identificar resíduos equivalentes e fazer superposição estrutural.

No terminal de linhas de comandos execute:

mm #2 to #1

Caso você deseje ver o alinhamento, execute o comando:

mm #2 to #1 showAlignment true

Para consultar o RMSD do alinhamento, habilite a opção verbose da seguinte forma:

mm #1 to #2 verbose true

Observe o resultado:

Observe que você pode executar o comando rmsd #1 to #2 para obter o rmsd, mas, neste caso, ele não funcionará, pois este comando exige que as estruturas tenham a mesma quantidade de átomos.

Selecionando partes de uma proteína

Agora vamos aprender a selecionar partes de uma proteína. Podemos selecionar parte de um modelo usando o comando select. O padrão é o seguinte:

select #ID/CADEIA:RESÍDUO@ÁTOMO

Por exemplo, vamos selecionar uma cadeia. Vamos começar selecionando a cadeia B. Carregue a estrutura 1bga e, em seguida, selecione a cadeia B com o comando:

select /B

Você pode limpar a seleção usando:

select clear

Agora, selecione novamente a cadeia B e vamos colorí-la de azul. Você pode fazer isso usando o comando:

color sel blue cartoons

Observe o resultado:

Este azul não ficou muito bom, então podemos testar outras variações de cores:

Deletando partes de uma estrutura

Agora vamos apagar a cadeia selecionada anteriormente usando o comando:

select /B
delete sel

Você pode especificar exatamente a cadeia que deseja excluir sem precisar selecioná-la, da seguinte forma:

delete #ID/CADEIA

Por exemplo, podemos excluir a cadeia C da seguinte forma:

Carregando a sequência

Podemos exibir a sequência carregando o painel de sequências pelo menu Molecule Display > Sequence.

Observe que clicar em partes da sequência, seleciona as regiões especificadas:

Centralizando a estrutura

Ao deletarmos a cadeia D de 1BGA, perceba que a única cadeia remanescente ficará desalinhada. Podemos recentralizá-la usando o comando:

view /A

Selecionando o sítio de ligação

Agora, vamos selecionar os resíduos do sítio de ligação da cadeia A da beta-glicosidase 1BGA. O sítio ativo de 1BGA é composto por dois glutamatos (166 e 352). Podemos selecioná-los com o comando:

select #1/A:166,352

Agora exiba os átomos usando o comando:

show sel atoms

Agora, vamos colorir os sticks de laranja. Podemos fazer isso usando o comando:

color sel dark orange

Agora, vamos alterar as cores dos átomos de oxigênio e nitrogênio. Podemos fazer isso com o comando:

color sel byhetero

Podemos exibir as esferas usando o comando:

style sel ball

Selecionando uma região próxima ao sítio

Podemos selecionar todos os resíduos a uma distância de 6 Å dos resíduos catalíticos usando o comando:

select zone #1/A:166,352 6

Observe que selecionamos 159 átomos:

Agora, exiba os átomos usando o comando:

show sel atoms

Vamos estender a seleção a todos os átomos dos resíduos da região. Use o comando:

select up

Agora vamos aplicar o esquema de cores por heteroátomos:

color sel byhetero

Note que ainda faltam alguns átomos. Vamos estender mais uma vez a seleção e exibir os átomos faltantes:

select up
show sel atoms

Dando zoom no sítio de ligação

Vamos limpar a seleção e depois dar um zoom no sítio de ligação.

select clear
view #1/A:166,352

Medindo a distância entre dois átomos

Agora, vamos medir a distância entre dois átomos. Podemos fazer isso usando o comando distance seguido de dois átomos selecionados.

distance #1/A:352@OE1 #1/A:166@OE2

Observe o resultado:

Podemos alterar o tamanho da fonte usando o comando line height.

Em seguida, vamos alterar a cor de fundo para branco e, em seguida, alterar a cor da fonte para cinza:

set bgColor white
label color grey

Como exibir rótulos dos resíduos

Agora, vamos adicionar rótulos (labels). Vamos começar com os dois glutamatos:

select #1/A:166,352
label sel residues

Você pode remover as labels usando:

label delete

ou label delete sel para excluir apenas a seleção.