リボンダイアグラム

リボンダイアグラムは、タンパク質の三次元構造を模式的に表現する手法で、タンパク質の全体的な形状と構成を視覚的に捉えるために広く用いられています。この図法は、タンパク質骨格の主要な経路を滑らかな曲線で示し、αヘリックスはコイル状のリボン、βストランドは矢印、ループは線や細いチューブで表現されます。タンパク質構造の詳細を視覚的に理解するための枠組みとして機能し、構造生物学分野の研究者や学生にとって不可欠なツールとなっています。

歴史

リボンダイアグラムの起源は、1980年にジェーン・S・リチャードソンが手書きで作成した図に遡ります。彼女は、タンパク質の三次元構造を体系的に示す最初の概略図を作成し、その図はタンパク質構造の分類を説明する論文に掲載されました。当初のリボンダイアグラムは、原子座標のCαトレースを基に、ペンで輪郭を描き、色鉛筆やパステルで陰影をつけたものでした。その後、1982年にアーサー・M・レスクらが、計算機を用いてリボンダイアグラムを自動生成する方法を開発しました。この方法では、Bスプライン曲線を用いてペプチド平面にフィットさせ、滑らかで視覚的に美しい表現を実現しています。

計算機プログラム

現在、リボンダイアグラムの作成には多くの計算機プログラムが利用されています。Molscriptは、エルミートスプラインを用いてリボンを生成するプログラムで、伝統的な分子グラフィックスに基づいて構築されています。Jmolは、ウェブ上で分子構造を閲覧するためのオープンソースのビューアで、リボンを簡略化した「漫画」バージョンも提供しています。他にも、DeepView、MolMol、KiNGなど、多くの分子グラフィックスソフトウェアがリボンダイアグラムの作成をサポートしています。UCSF Chimeraは、低温電子顕微鏡データの輪郭形状と組み合わせる機能を持つ、強力な分子モデリングプログラムです。また、PyMOLは、柔軟で対話的な分子グラフィックスプログラムで、リボンダイアグラムを含む高品質な2D画像を作成できます。

リボンダイアグラムの特徴

リボンダイアグラムは、タンパク質の複雑な三次元構造を、シンプルかつ効果的に表現できるため、構造生物学の分野で広く利用されています。この図法は、タンパク質構造のねじれ、折りたたみ、展開といった基本的な特徴を視覚的に捉えることを可能にし、専門家だけでなく、他の科学者や学生、一般の人々にとっても、タンパク質の構造を理解する上で非常に役立ちます。リボンダイアグラムは、その登場以来、タンパク質構造を表現する最も一般的な図の一つとなり、学術誌や教科書の表紙にもよく用いられています。

参考項目

* 分子グラフィックス

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