生体分子模型Kawakami Model（ウシロドプシンPDB 3PQR）

◆ 生体分子模型Kawakami Model（ウシロドプシンPDB 3PQR） ◆
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→ GPCR - 2012年ノーベル化学賞 ←

アミノ酸および特性基の親水性・疎水性

水中では色が鮮明に見えます。

“設計図”とともに。

リガンドのレチナールが取り出せるようにするなどの目的で3分割にしていただきました。

“鍵と鍵穴”(1)

“鍵と鍵穴”(2)

all-trnas-レチナールと11-cis-レチナール。 → モノはなぜ見える

3分割モデル，目印の磁石で組み立てが容易に。

●3PQR

Crystal structure of metarhodopsin II : Nature 471, 651-655 (31 March 2011)

3PQR（ウシロドプシン〈メタロドプシンII〉，リボン表示・糖鎖着色）

バックボーン　二次構造
全選択　タンパク質選択　リガンド選択　水分子表示
RET（レチナール）選択　PDBsumによるレチナールのSITE選択
リガンドのうちレチナールのみ空間充填表示
Gly90選択　Lys296選択　*
空間充填　球棒　球60％　スティック（太）　針金
アミノ色　Chain色　CPK色　∥　Jmol色　Rasmol色
糖鎖別着色：Gal α-Glc Man Fuc Xyl Sia GalNAc GlcNAc GlcA
リガンドの元素記号表示
酸性・中性・塩基性区別　極性・非極性区別
疎水性インデックス順　I/O値順（特性基 R）　等電点順
コンホメーション選択性（αヘリックス・βストランド）#
水素結合（太）　OFF
S-S結合表示（太）　S原子（Protein中）空間充填
ドット表面表示　回転
背景・黒　灰　白　紺

* G90D変異の論文参照（GPCR - 2012年ノーベル化学賞の4beyがG90D変異体例）

3pqr_RET
I'/O'＝0.791，I/O＝0.213
全選択　リガンド（レチナール）選択
Lys296選択　*
空間充填　球棒　球60％　スティック（太）　ドット表面表示
CPK色　酸性・中性・塩基性　I/O値順
背景・黒　灰　白　紺
※PDBsumデータ

PyMOLによる上記モデル表示例（Chain未分割；本間作成）

＝アミノ酸の親水性・疎水性＝
●アミノ色表示の凡例
ASP　GLU　CYS　MET　LYS　ARG　SER　THR　PHE　TYR　ASN　GLN　GLY　LEU　VAL　ILE　ALA　TRP　HIS　PRO
●酸性・中性〈芳香族〉・塩基性アミノ酸区別表示の凡例
ASP　GLU　GLY　ALA　VAL　LEU　ILE　CYS　SER　THR　ASN　GLN　PRO　MET　PHE　TYR　TRP　LYS　ARG　HIS
●極性〈酸性・塩基性〉・非極性（疎水性）アミノ酸区別
SER　THR　TYR　CYS　ASN　GLN　ASP　GLU　LYS　ARG　HIS　GLY　ALA　VAL　LEU　ILE　PHE　PRO　MET　TRP
●疎水性インデックス順
ARG　LYS　ASN　ASP　GLN　GLU　HIS　PRO　TYR　TRP　SER　THR　GLY　ALA　MET　CYS　PHE　LEU　VAL　ILE
●有機概念図I/O値順（特性基 R）
ASN　SER　ASP　GLN　GLU　THR　ARG　HIS　GLY　LYS　TYR　TRP　CYS　MET　PRO　PHE　ALA　VAL　LEU　ILE
●等電点順
ASP　GLU　CYS　ASN　PHE　GLN　TYR　SER　MET　TRP　VAL　GLY　LEU　ALA　ILE　THR　PRO　HIS　LYS　ARG

アミノ酸	特性基 R	log P	酸性・塩基性	極性・非極性	Cleftの分類	等電点
O	I	I/O
Ile	I	イソロイシン	80	0	0	-1.70	中性	非極性（疎水性）	Aliphatic	6.02
Leu	L	ロイシン	70	0	0	-1.52	中性	非極性（疎水性）	Aliphatic	5.98
Val	V	バリン	50	0	0	-2.26	中性	非極性（疎水性）	Aliphatic	5.96
Ala	A	アラニン	20	0	0	-2.85	中性	非極性（疎水性）	Aliphatic	6.00
Phe	F	フェニルアラニン	140	15	0.107	-1.38	中性	非極性（疎水性）	Aromatic	5.48
Pro	P	プロリン	60	10	0.167	-2.54	中性	非極性（疎水性）	Pro & Gly	6.30
Met	M	メチオニン	100	20	0.200	-1.87	中性	非極性（疎水性）	Aliphatic	5.74
Cys	C	システイン	60	20	0.333	-2.49	中性	極性（中性）	Cysteine	5.07
Trp	W	トリプトファン	180	130	0.722	-1.05	中性	非極性（疎水性）	Aromatic	5.89
Tyr	Y	チロシン	140	115	0.821	-2.26	中性	極性（中性）	Aromatic	5.66
Lys	K	リシン	80	70	0.875	-3.05	塩基性	極性（塩基性）	Positive	9.74
Gly	G	グリシン	0	0	－	-3.21	中性	非極性（疎水性）	Pro & Gly	5.97
His	H	ヒスチジン	80	152	1.900	-3.32	塩基性	極性（塩基性）	Positive	7.59
Arg	R	アルギニン	80	190	2.375	-4.20	塩基性	極性（塩基性）	Positive	10.76
Thr	T	トレオニン	40	100	2.500	-2.94	中性	極性（中性）	Neutral	6.16
Glu	E	グルタミン酸	60	150	2.500	-3.69	酸性	極性（酸性）	Negative	3.22
Gln	Q	グルタミン	60	200	3.333	-3.64	中性	極性（中性）	Neutral	5.65
Asp	D	アスパラギン酸	40	150	3.750	-3.89	酸性	極性（酸性）	Negative	2.77
Ser	S	セリン	20	100	5.000	-3.07	中性	極性（中性）	Neutral	5.68
Asn	N	アスパラギン	40	200	5.000	-3.82	中性	極性（中性）	Neutral	5.41

【参考】

今月の分子 - ロドプシン（PDBj，2012/03）
ロドプシン - Wikipedia ｜ Gタンパク質共役受容体
モノはなぜ見える（本サイト）｜膜貫通タンパク質データ集｜ GPCR - 2012年ノーベル化学賞 [Kawakami Model掲載!] ｜膜貫通タンパク質データ集｜光合成に関係する生体分子PDB 3ARCの部分構造例 [Kawakami Model掲載!] ｜ヘモグロビン [Kawakami Model掲載!] ∥ N1ノイラミニダーゼ（タミフル結合）PDB 2HU4（Mol造紹介）
新生体分子模型Kawakami Model誕生！
- 新学術領域研究「運動超分子マシナリーが織りなす調和と多様性」
  - SecDFの川上モデル（YouTube）
- 3D印刷技術を応用した新たな分子模型の作製方法を開発　－複雑なタンパク質の構造、機能の直観的な理解が可能な教材、研究用ツールに応用－（JAIST，2012/08/06） → Kawakami Masaru - YouTube
  - 「月刊バイオインダストリー」，2013年6月号（特集：ナノメディシン最前線） [NEW!]　※TOPICS『3D プリンタを利用した,柔らかく,透明で,手元で扱えるタンパク質分子模型』掲載。
  - 「くぼみがどのような形なのか」を知ることータンパク質X線構造解析（薬作り職人のブログ，2013/03/31）
  - 3Dプリンターで制作された組み立て・分解が可能な立体タンパク質分子モデル（GIGAZINE，2012/08/27）
  - New Model Gives Hands-On Help for Learning the Secrets of Molecules（AIP，2012/08/24）
  - Playing the Molecular Proteins（ENGINEERING.com，2012/10/26）

1番上はKawakami Modelの11-cis-レチナールとall-trnas-レチナール
※下はモノはなぜ見えるの11-cis-レチナール，all-trnas-レチナール，11-cis-ビタミンA，all-trnas-ビタミンA，β-カロテン

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