彩色帶狀圖如何成為蛋白質的臉孔

簡·理查森從未認為自己是藝術家。

理查森是杜克大學的生物化學教授，他研究蛋白質，即支撐所有生命運作的生物分子。 （與她消耗一個實驗室）已經確定了該領域前20個已知蛋白質結構中的兩個。複雜分子的描述並不統一，就希望每個人都發明了自己的解釋方式。

因此理查森接受了設計一種新型科學插圖的挑戰——專門針對蛋白質。上過的一堂課。

然後她拿起鉛筆開始畫草圖。 廣達這是「大量的繪畫和塗料，繪畫和塗料，繪畫和塗料。」經過一年的反複試驗，她最終選擇了優雅的紙張和環形絲帶來代表原子結構。 蛋白質化學進展 1981年，被稱為帶狀圖。

理查森的繪畫風格很快就被採用。

「帶狀圖的表示非常寶貴，」荷蘭癌症研究所和烏得勒支大學的結構生物學家阿納斯塔西斯·佩拉基斯（Anastasis Perrakis）說。和分類蛋白質結構，並激發了科學家和非科學家的想像。 [proteins] 並看到其複雜性，但又不會讓人不知所措，」理查森說。

現在，帶狀圖是科學文章、教科書和雜誌中的方向在蛋白質方面、康復和改善的獨特組合而聞名。科學學院Philip Bourne 說。

這些圖表非常成功，很難想像我們的細胞實際上沒有充滿彩色絲帶和寬箭頭。

客製化系統 蛋白質的面貌

一天又一天，我們的細胞都在努力研究多種不同的蛋白質。組成的，每一個每個都有一個或多個由幾個原子組成的側鏈，「就像棒棒糖一樣從它上面脫落」。 ，它決定蛋白質可以結合哪些其他分子，從而決定其在細胞中的功能。

一旦結構生物學家完成了過去長達數年的蛋白質3D結構重建過程，他們就面臨一個新問題：如何將結構傳遞給其他科學家。納米量級，並且可以包含事實上萬個原子。

理查森的創新是一種可重複的方法來表示蛋白質激活主鏈的折疊，而不是瀑布特定原子排列的細節中。 她依賴蛋白質傾向折疊成兩種能量上有利的形狀：稱為α螺旋的捲曲又稱為β鏈的薄片形狀，它們可以排列成所謂的β片層。

佩拉基斯說，還有其他折疊結構，“人們為它們想出了很多名字”。 “但歸根結底，重要的是螺旋和片層。”

在她的雕塑生涯中，理查森想產生簡單的方法來說明這些基本形狀。說：“這使我們能夠沿著鏈條觀察這些折疊，並在三個維度上將它們可視化。”

理查森的繪畫作品將美麗與科學的準確性融為一體，並很快受到生物學家的歡迎。信給簡說，「你願意畫一張我的結構圖嗎？」…顯然沒有其他人可以畫出如此美麗的圖表。

但理查森不能把所有的時間都花在不同的蛋白質上。 因此生物學家轉向電腦尋求藝術幫助。 。

理查森很高興她現在已經重視許多現在解碼的蛋白質結構。

客製化系統 超越絲帶

理查森的帶狀圖已經變得如此普遍，很難想像蛋白質會有其他的樣子。

「蛋白質與絲帶完全不同，」他說。時實際上無法看到這些結構。

“我喜歡將它們視為柔軟的矽膠模型，”佩拉基斯說。

當然，作為簡化限制，帶狀圖也有其限制。 它們無法一些結構元素，例如其他分子可能結合的隧道或口袋，這些資訊對於理解轉運蛋白如何運作和設計針對它們的藥物關鍵。良好地表達增加的蛋白質或多種蛋白質複合物的結構。

「它為你提供了形狀隱藏的三維視圖，但它也提供了許多與我們相似的蛋白質的真實特徵，」伯恩說。將這就是「蛋白質帶狀圖的詛咒」。

另一種流行的表示方法是空間填充模型，它顯示了原子激發了多少空間，看起來原來是真正的蛋白質。 「這取決於你想展示什麼，」佩拉基斯說。

「這是提取蛋白質的自由之一……它也非常可怕，」她說。我在1980 年覺得它們是一樣的。

她補充說，她的圖表是一種很好的檢視方式。