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10.  Desarrollar un conjunto de funciones biotools que permitan calcular las coordenadas transformadas de cualquier átomo, a partir de las coordenadas originales y los datos referentes a la transformación (traslación o giro en torno a los ejes). Emplear esta herramienta para calcular y construir el esterogramas correspondiente a la fenilalanina del apartado 8 y a dos de los residuos más próximos a ella.

Un esterograma es una representación gráfica de objetos tridimensionales sobre un medio plano, por medio de sus proyecciones, de forma que aparentan tener volumen [1]. Ésto se consigue gracias a la esteroscopía que es cualquier técnica capaz de recoger información visual tridimensional y crear la ilusión óptica de profundidad. Dicha ilusión en una imagen bidimensional se crea presentando una imagen ligeramente diferente para cada ojo, como ocurre en nuestra forma habitual de ver, ya que vemos los objetos desde dos puntos de vista distintos y en nuestro cerebro se interpreta como una imagen en 3D. Esta técnica fue inventada por Sir Charles Wheatstone en 1840 [2].

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Así, los esterogramas se han elaborado durante años, utilizando dos fotografías tomadas desde ángulos ligeramente distintos o como en nuestro caso girando levemente la estructura proteica unos pocos grados.

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De esta forma, el objetivo principal de esta actividad es obtener, en nuestro caso, el esterograma de la Phe50 y de dos residuos aminoacídicos adyacentes, de forma que podamos, a través de dos imágenes planas, visualizar los residuos de forma tridimensional.

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Para conseguir dicho objetivo se desarrollaron una serie de funciones que permiten la traslación y el giro de los átomos de una proteína cuando se introduce un vector de desplazamiento o ángulo de giro y una estructura TProteinPDB.  Estas funciones ya fueron presentadas en la actividad 2, en la que se explica la librería biotools. Con ellas y otras funciones se creó el programa estereodiagrama.exe en el que primero se carga el fichero de una proteína en formato pdb y se calculan las nuevas coordenadas de los átomos tras realizar un giro sobre el eje Y (con la función giroOY), un número determinado de grados, que hay que establecer. Para obtener un esterograma es recomendable utilizar un giro de 5º, el cual se establece por defecto. Posteriormente se puede guardar en un fichero .pdb y visualizar la proteína completa girada o, en este caso, se puede localizar la primera fenilalanina en la proteína y su residuo anterior y posterior ejecutando PyMOL para visualizar el resultado. Ésto se consigue mediante el uso del programa usado en la actividad 8, el cual se ha unido a este nuevo programa, de manera que necesitaremos dos ficheros .pml, uno con la dirección del fichero de comandos y el propio fichero de comandos, cuyas instrucciones se muestran a continuación:

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El programa realizado presenta la siguiente interfaz gráfica (figura 1).

2.png

En la primera parte del programa se obtiene un fichero de átomos de la PETasa que se encuentran girados con respecto al eje OY 5º, que cómo puede verse a continuación la coordenada Y no varía.

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El esterograma obtenido se muestra en la figura 2, donde la imagen de la izquierda corresponde a la disposición original de los átomos, y la de la derecha tras girar 5º sobre el eje Y. El efecto final da la impresión de que la proteína está en 3 dimensiones.

4.png

© 2019 by Alberto Manuel Parra Pérez

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