图 输出文件中新增的内容 可以看到,在每次输出ENERGY之后,紧接着增加了以SMD开头的几行文字(图),这是NAMD输出的关于SMD原子(即我们定义的第76氨基酸的α碳)的数据。图中(1)记录的是步数,(2)记录的是输出时SMD原子的坐标,(3)记录的是输出时SMD原子所受拉力的大小(x,y,z三个方向上的分力)。
4.4.1.2 轨迹动画
下面我们将看一看动力学模拟生成的原子运动轨迹,直观地感受一下泛素肽链是如何被拉力拉开的。
1、打开VMD,选择File →New Molecule 菜单项,单击按钮Browse找到common目录下的ubq.psf,载入该文件;不要关闭Molecule File Browser窗口,注意Load file for 一项应当显示0:ubq.psf。再次单击Browse按钮,载入3-1-pullcv目录下的轨迹文件ubq_ww_pcv.dcd。关闭Molecule File Browse窗口,在VMD图形窗口中应当可以看到泛素分子。
2、为了更形象的观察蛋白质分子的变化,我们需要改变一下显示模式。选择Graphics→Representation菜单项,打开显示模式设置,将Drawing Method一项由Lines改为Cartoon(图)以便直观地观察到二级结构的变化。然后调节主窗口右下角的速度滑块至中央,单击最右边的播放按钮,就可以看到整个过程的动画了:
注意Cartoon模式下二级结构的表示:α螺旋为圆柱,β片层为片层箭头,loop为
线绳。但是因为VMD不会每一帧都将二级结构重新渲染,因此我们看到,在动画的整个过程中肽链都是线绳状(图)。这是因为我们从最后一帧开始渲染。最后一帧时,整个肽链都处于伸展状态,相当于全是loop;因此VMD在渲染其它帧的时候也认为整条肽链都是loop,从而以线绳表示
3、单击播放控制滑块,将它向右推到第一帧,这时的蛋白还是以loop形式表示的(图)。我们需要让VMD重新渲染一下以正确地看到二级结构。方法是打开tk,输入命令:
mol ssrecalc top
图:伸展状态下VMD认为整个肽链都是loop 图 将播放控制滑块推到第一帧 图 输入命令mol ssrecalc top之后重新渲染,可以看到二级结构的表示 可以看到VMD重新对二级结构进行了渲染(图)。按照此方法可以逐帧地观察肽链被拉开的过程中二级结构的变化, 研究一下在拉伸的过程中哪一种二级结构先消失,哪一种后消失。
。下面显示的是调整其他参数后渲染出的三帧。图中左下灰色圆球为固定原子,右上角的灰色圆球是SMD原子。
知识链接:蛋白质的解折叠途径(unfolding pathway) 做到这一步,可能有的读者会问,我们用一个假想的拉力将蛋白质拉开解折叠有什么实际意义呢? 事实上,蛋白质的解折叠途径是生命体中很重要的一个过程。我们知道,除少数在线粒体和叶绿体中所合成的蛋白质之外,游离核糖体和内置网膜上的核糖体所合成的蛋白质,一般都含有分拣信号(sorting signal),决定它们的最终去向和定位。分拣型号可以引导蛋