Protein Surface Explorer

A. 安裝 Java JRE

ProteinSurfaceExplorer 程式是利用 Java 語言所開發之程式，所以必需在安裝 JRE

（Java Runtime Environment）的環境下才能執行此程式。安裝方法，請參考「JRE 簡 介與安裝」之章節的說明。

B. 安裝 GL4Java

ProteinSurfaceExplorer 程式是使用 GL4Java 函數實作圖形繪畫的功能，所以要利 用此程式觀看擷取出的蛋白質表面結構等圖形，必需先安裝 GL4Java。安裝方法，請 參考「GL4Java 簡介與安裝」之章節的說明。

C. 安裝 ProteinSurfaceExplorer

ProteinSurfaceExplorer 已經包裝成 Java Executable Jar 的程式，所以只要系統已經 安裝 JRE，可以將此程式複製到任何的目錄下，不用其他額外的安裝過程，就可以執 行此程式。

D. 執行 ProteinSurfaceExplorer 程式

ProteinSurfaceExplorer 已經包裝成 Java Executable Jar 的程式，所以只要在安裝好 JRE 及 GL4Java 的系統中，直接點擊此檔案就可執行、啟動此程式。

2> ProteinSurfaceExplorer 程式使用說明

A. 執行 ProteinSurfaceExplorer

在 安 裝 好 JRE 及 GL4Java 的 Windows 系 統 中 ， 只 要 直 接 點 擊 可 執 行 檔 ProteinSurfaceExplorer.jar 檔案，就可啟動此程式。啟動程式後，將可看到附圖 1 中系 統的初始畫面。此系統之功能及使用方法，將在後續的章節中介紹、說明。

附圖1 ProteinSurfaceExplorer 啟動後的系統畫面

B. 開啟 PDB 蛋白質檔案

選取FileÆOpen，並從檔案選取的對話框中選擇要解析的 PDB 蛋白質檔案，例如 MYOGLOBIN(PDB ID： 1MBN)的檔案。開啟蛋白質的檔案後，ProteinSurfaceExplorer 程式將會讀入此檔案的資料，並將此蛋白質的資料顯示在「Source File」的頁面中，如 附圖2 所示。

附圖2 開啟 PDB MYOGLOBIN(PDB ID： 1MBN)後的畫面

C. 顯示整個蛋白質結構

附圖3 顯示 PDB MYOGLOBIN 蛋白質的結構

在已經安裝好 GL4Java 的情況下，讀入 PDB 蛋白質檔案後，我們即可使用 ProteinSurfaceExplorer 程式來顯示蛋白質的結構。利用 DrawÆDraw Protein Only 即可 看到此結構的圖形，如附圖3 中所示。

在顯示結構的畫面中，點選了這張圖之後，即可利用上、下、左、右及 Page Up、Page Down 按鍵來「旋轉」顯示的結構(這些按鍵將會旋轉整個 X、Y、Z 座標 軸，而非只旋轉蛋白質結構)，或使用 A、D、W、X 鍵來「移動」整個結構。

D. 解析蛋白質α-Surface 表面結構模型

欲解析已開啟之蛋白質的Surface 表面結構模型，可點選 ExploreÆExplore α-Surface，ProteinSurfaceExplorer 程式將依據「蛋白質表面結構及其搜尋演算法」來解 析出α-Surface 的表面結構，並將擷取後的表面原子及α-Ball 資料顯示在「Surface Atoms and α-Ball」的頁面中。在此畫面中，使用者可以自行輸入探測球α半徑的 值，以探測不同解析度下的表面結構。並且可設定代表α-Ball 探測球的原子名稱。以 MYOGLOBIN 為例，在α=1.4Å 時，程式解析後的結果如附圖 4(A)、(B)所示。

在顯示的結果中，「Remark」起始的資料將紀錄解析此結構後的相關資訊。

「Alpha radius」將顯示進行解析時所使用之α值的大小，「Total Atoms」顯示整個蛋 白質結構的所有原子數目，「Surface Atoms」紀錄解析出之表面原子的數目，「Alpha Balls」則代表所有α-Ball 的總數。

在此頁面中，將依PDB 的規則，以「ATOM」的格式來紀錄所有「表面原子」的 資訊，並以「HETATM」的格式來紀錄α-Ball 的資訊。

附圖4(A) 以α=1.4Å 時解析 MYOGLOBIN 所得的結果

此蛋白質包含 1216 個原子，解析後有 810 個表面原子、2742 個α-Ball。紀錄 α-Ball 的 HETATM 格式的資料將儲存在所有 ATOM 的資料之後，如圖 4(B)

附圖4(B) 以α=1.4Å 時解析 MYOGLOBIN 所得到的結果

程式將以PDB HETATM 的格式來儲存α-Ball 的資訊，HETATM 後第二欄為指 定給每個α-Ball 的編號，第三欄的 CL 為用來代表α-Ball 探測球的原子，之後 為α-Ball X、Y、Z 軸的座標資訊

在系統的快速功能列中，使用者可以在α-radius(Å)的輸入框中設定α-Ball 的半 徑，以解析不同的表面結構，也可以選擇代表α-Ball 的原子名稱。如附圖 5，我們使 用α=2.0Å 的值來解析表面結構。利用不同的α值，我們可擷取出不同解析度下的蛋 白質結構。

附圖5 以α=2.0Å 時解析 MYOGLOBIN 所得的結果

E. 顯示蛋白質α-Ball

解析完蛋白質α-Surface 表面結構後，我們可以顯示「α-Ball」的狀況。可使用 DrawÆDraw α-Ball only，來顯示所得到的結果。如附圖 6 為 MYOGLOBIN 在α

=1.4Å 時，所得到的「α-Ball」結果。

附圖6 在α=1.4Å 時，解析出之 MYOGLOBIN 的α-Ball 結構

F. 顯示蛋白質α-Surface 表面原子

附圖7 在α=1.4Å 時，解析出之 MYOGLOBIN(1MBN)的α-Surface 結構

解析完蛋白質α-Surface 表面結構後，我們可以顯示「α-Surface」的狀況。可使 用 DrawÆDraw α - Surface only ， 來 顯 示 所 得 到 的 結 果 。 如 附 圖 7 為 MYOGLOBIN(1MBN)在α=1.4Å 時，所得到的「α- Surface」結果。

G. 顯示蛋白質α-Ball 及α-Surface 表面原子

解 析 完 蛋 白 質 α-Surface 表面結構後，我們也可以同時顯示「α-Ball 及α-Surface」的圖形、檢視α-Ball 接觸表面原子的狀況。可使用 DrawÆDraw α- Surface and α-Ball，來顯示所得到的結果。如附圖 8 為 MYOGLOBIN 在α=1.4Å 時，所得到 的「α-Ball 及α-Surface」結果。

附圖8 在α=1.4Å 時，MYOGLOBIN(1MBN)的α-Surface 及α-Ball 的結構

H. 搜尋α-Ball 所接觸到的表面原子

解析完蛋白質α-Surface 表面結構後，我們可尋找某個α-Ball 所接觸到的表面原 子資訊，如附圖9(A)「Searching Connecting Surface Atoms」的頁面中所示。在此頁面 中，可輸入α-Ball 的 ID，按下 Search 鍵後，系統將會顯示此α-Ball 所接觸到的表面

原子。附圖 9(B)為當α=1.4Å 時，在解析出之 MYOGLOBIN 的α-Surface 及α-Ball 的 結構中，檢視ID=99 的α-Ball 所接觸到的表面原子資訊。

附圖9(A) 搜尋α-Ball 所接觸之表面原子的畫面

附圖9(B) 搜尋α-Ball 所接觸之表面原子所得到的結果

當α=1.4Å 時，在解析出之 MYOGLOBIN(1MBN)的α-Surface 及α-Ball 的結構 中，檢視 ID=99 Ball 所接觸到的表面原子資訊。如圖中所示，ID=99 之α-Ball 接觸到三個原子：編號為 1016 的 C 原子、編號為 1014 的 O 原子及編號為 1013 的 C 原子

I. 儲存表面結構的資訊

解析完蛋白質α-Surface 表面結構後，我們也可以將所得到的資料儲存到檔案 中，並使用如RasMol、VMD 等軟體來瀏覽程式所得到的結構資訊。

可使用 FileÆSave α-Surface only 來儲存α-Surface 表面結構的資訊，也可使用 FileÆSave Ball only 來儲存所有Ball 的資訊，另外還可用 FileÆSurface and α-Balls 同時儲存表面結構及α-Ball 的資訊。

J. 結束 ProteinSurfaceExplorer

可執行FileÆExit，或 Windows 右上角的「X」即可結束程式。