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Visualisation tridimensionnelle
de structure des molécules à l'aide du programme RasTop
(راستوب). Préambule
---> Liens
utiles
1. INTRODUCTION
Rastop
(راستوب) reste un programme intéressant de visualisation
en 3D des molécules
Etant
des macromolécules, les enzymes restent difficiles à étudier
sur la structure moléculaire. Le problème majeur
posé par l'enseignement des structures enzymatiques est la perception
des objets dans l'espace à 3 dimensions.
Pour
les molécules de faibles tailles rencontrées surtout en
chimie, on utilise en travaux pratiques des modèles moléculaires
de plastique ou de bois qui facilitent la compréhension de la
stéréochimie des molécules. Ces modèles
deviennent difficiles à utiliser pour l'illustration des structures
et des mouvements des macromolécules comme les enzymes et les
protéines. Plus de détails sur les structures
moléculaires étudiées par Rastop.
Dans
le projet de l'étude de la relation structure-fonction, chaque
étudiant choisira la protéine qu'il désire étudier
à l'aide du programme RasTop. En exploitant les connaissances
de base sur la protéine, il préparera un compte-rendu
de 4-5 pages décrivant en détail la structure de la molécule.
Un index contenant au moins 3-6 images RasTop peut être joint
au compte-rendu. Joindre au compte-rendu une copie des informations
de base sur la molécule sujet d'étude ainsi que des références
bibliographiques. Les images peuvent être fourni sous format zip
et envoyées par E-mail à votre Professeur.
Le compte-rendu doit fournir les informations suivantes:
1/ Information de base sur la protéine (fonction de la protéine,
son rôle, lieux de synthèse et lieu d'activité,...).
2/ structure de la protéine (nombre de sous-unités, structure
secondaire,...).
3/interactions moléculaires importantes dans la fonction de la
protéine (images RasTop à l'appui). Les interactions concernent,
entre autres, les liaisons hydrogène et électrostatique
et les interactions hydrophobes.
L'étude
de la relation structure-fonction des macromolécules comme les
protéines et les acides nucléiques, nécessite deux
données essentielles:
-1/
Un programme informatiques qui permet la visualisation
dans la troisième dimension, des différentes interactions
moléculaires. Nous avons choisi, le programme RasTop utilisant
les mêmes fonctionaités que le l'ancien programme 'RasMol'.
Vous
pouvez en avoir une copie à partir du réseau Internet
(voir ci dessous) (RasTop).
-2/
Une structure méculaire à étudier (format
pdb) publiée dans une banque de données après
études cristallographique de sa forme libre ou complexée
avec un ligand (exemple complexe Enzyme-Inhibiteur).
Etudiants
de l'Université Cadi Ayyad, Marrakech (Maroc)
travaillant sur le projet 'Peroxydases
2. RECOMMANDATIONS
Chaque
étudiant choisira la protéine qu'il désire étudier
à l'aide du programme RasTop. En exploitant les connaissances
de base sur la protéine, l'étudiant préparera un
compte-rendu de 4-5 pages décrivant en détail la structure
de la molécule. Un index contenant au moins 3-6 images RasTop
peut être joint au compte-rendu. Joindre au compte-rendu une copie
des informations de base sur la molécule sujet d'étude
ainsi que des références bibliographiques. Les images
peuvent être fourni sous format zip et envoyées par E-mail
à votre Professeur.
Le compte-rendu doit fournir les informations suivantes:
1/
Information de base sur la protéine (fonction de la protéine,
son rôle, lieux de synthèse et lieu d'activité,...).
2/
Différentes structures
moléculaires de la protéine (nombre de sous-unités,
structure secondaire,...).
3/
interactions moléculaires importantes dans la fonction de la
protéine (images RasTop à l'appui). Les interactions
concernent, entre autres, les liaisons hydrogène et électrostatique
et les interactions hydrophobes.
SUITE
STRUCTURES DES MOLECULES PAR RASTOP ....
3. PROGRAMME RasTop
RasTop
est un logiciel de visualisation des structures moléculaires
adapté à partir de RasMol.
Les molécules objet de votre étude et seront téléchargées
à partir d'une banque de données. Pour obtenir une copie
du programme, visitez le site webhttp://sourceforge.net/projects/rastop/
et télécharger la version convenable (PC OU MAC) pour votre
ordinateur.
FONCTIONNEMENT
DU PROGRAMME RasTop
Le
fonctionnement du programme RasTop peut être consulté sur
les liens:
- http://www2.ac-lyon.fr/enseigne/biologie/ress/logiciel/rastop/rastop2.html
- http://www2.ac-lyon.fr/enseigne/biotech/ressources/tuto/
- http://www.pedagogie.ac-nantes.fr/1169068779468/0/fiche___ressourcepedagogique/&RH=1178550434546
les commandes RasMol s'appliquent sur RasTop. Un résumé
est disponible sur le fichier:
Commandes RasMol: commandesRasMol.pdf)
APERCU
SUR LA FENETRE DE RasTop
Par rapport à Rasmol, RasTop présente entre autres caractéristiques :
- un menu très étendu que ne possèdent pas les versions de la famille 2.7 de Rasmol,
- une fenêtre unique d'affichage (alors que la version 2.6 de Rasmol en ouvrait 3),
- un multi-fenêtrage qui le rend particulièrement adapté à la comparaison de structures,
- la possibilité d'ouvrir plusieurs molécules dans chaque fenêtre,
- un usage étendu des commandes directes avec les icônes.
Fenêtre RasTo
Le mode de fonctionnement est bien compris à travers des exemples
présentés sous forme de projets:
Après l'ouverture du logiciel RasTop, il faut ouvrire une structure moléculaire
(formats .pdb ou .ent) en activant la commande "Fichier" / "Ouvrir" (voir ci contre). La banque de données (Protein
Data Bank) du site web
Protein Data Bank
(http://www.rcsb.org/pdb/)
vous permet de télecharger des
protéines de votre choix qui ne sont pas sur la liste des exemples
disponible sur ce CD (Protéines_exemples.html).
Modification
de l'affichage
Contrairement
au logiciel RasMol, des boutons spécifiques permettent de modifier
l'affichage de toute la molécule chargée par RasTop. Par
exemple, on peut passer d'unaffichage en 'fil de fer' (wireframe) à
un affichage en 'sphères et batonnets' (ball and stick).
Vers
le bas à gauche de la fenêtre RasTop, choisir "Trans/Zoom"
puis actionner le curseur Z pour modifier la taille de l'affichage.
Les curseurs X et Y permettent les déplacements horizontaux et
verticaux.
Coloration
des chaînes:
Afin
de mettre en évidence les détails des structures moléculaires
(chaînes, ligands, héteroProtéines,...) rien ne
vaut qu'une coloration par chaîne. Pour cela exécuter
dans l'ordre: Atoms --> Color ---> Chain. Ainsi, la coloration
des chaînes permet de bien distinguer le substrat dans un complexe
enzyme-substrat. Voir des exemples plus loin.
Utilisation
du zoom et des curseurs
Pour
diagnostiquer la molécule, l'utilisation du zoom et des déplacements
3D deviennent obligatoires.
Coloration
de motifs à l'aide de la palette de couleurs
Pour
colorer un motif, il faut d'abord afficher la palette de coloration
en cliquant sur le bouton spécifique. Il faut ensuite choisir
l'élément à afficher dans la liste déroulante
de la barre d'outils. Cette sélection ne devient opérationnelle
qu'après un clic sur le bouton 'nouvelle selection' (voir figure).
Il suffit après de cliquer sur la couleur désirée
dans la palette pour colorer la sélection.
Autres
détails disponibles dans le site de François CORDELLIER,
Professeur de SVT au lycée Jean Perrin de Rezé
Pour
mieux comprendre le fonctionnement de RasTop, il est préférable
de travailler sur des exemples qu'on a appelé ici 'projets. Commencer
d'abord par le projet 'Hémoglobine' qui est un Tutorial.
Passer ensuite aux autres projets
4.
PROJETS DE MOLECULES ETUDIES PAR RasTop
PROJET
'HEMOGLOBINE' (Tutorial):
- STRUCTURE 1: hemoglobine-structure-rastop-1.html
- STRUCTURE 2: hemoglobine-structure-rastop-2.html
- STRUCTURE 3: hemoglobine-structure-rastop-3.html
- STRUCTURE 4: hemoglobine-structure-rastop-4.html
PROJET
'LYSOZYME' - LYSOZYME (Complexe):
lysozyme.html
PROJET
'TRANSAMINASES'
- ASPARTATE AMINOTRANSFERASE (Complexe): transaminases.
html
PROJET
'PEROXYDASES'
- PEROXYDASE (Complexe):
../etudiants-etudes/peroxydase-cinetique-structure-TP.html
---->
Exemples de projets d'étude
