Anleitung für die Molekülbetrachter Rasmol und Chime

Mit Molekülbetrachtern kann man Moleküle aus dem WWW (online oder - nach dem Herunterladen der Moleküldateien, die Informationen zu Art und Lage der Atome und Bindungen beinhalten, auf den PC - offline) im Browser dreidimensional und interaktiv betrachten: man kann sie z.B. beliebig drehen, als Kugel-Stab-Modelle oder Kalottenmodelle darstellen, einzelne Atomgruppen hervorheben oder zwischenmolekulare Kräfte wie Wasserstoffbrücken anzeigen.

Dazu muss ein Molekülbetrachter auf dem (jedem) PC installiert sein. Zwei wichtige Molekülbetrachter, die man kostenlos aus dem Internet herunterladen kann, sindRasmol und das Plug-In Chime (arbeitet am besten mit dem Netscape Navigator, Versionen 4.08-4.76):

Speichern von Molekülen aus dem Internet:

Die zugrunde liegenden Molekülbeschreibungsdateien kursieren frei verfügbar in steigendem Maße im Internet.
Eine sehr gute Übersicht bietet World Index of Molecular Visualization Resources.
Bei CORINA, an der Universität Erlangen, kann man auch bis zu 1000 solcher Dateien kostenlos "in Auftrag geben".

Interaktives Betrachten der Moleküle durch Maussteuerung und Rechtsklick-Menü

b) Einige Funktionen des Rechtsklick-Menüs werden in der folgenden Tabelle vorgestellt:

	Speichern eines Moleküls (PDB-file) (Namen eingeben, unter dem man das Molekül auf dem PC speichern möchte; beim späteren Öffnen dieses Bildes startet Chime automatisch)
	(ist selbsterklärend)
	2-dimensionale Darstellung von kleinen (< 256 Atome) Molekülen
	(ist selbsterklärend)
	Wireframe: Bindungen werden als dünne Striche dargestellt, die Atome selbst sieht man gar nicht Sticks: Bindungen werden als dicke Striche dargestellt, die Atome selbst sieht man gar nicht Ball & Stick: Atome werden als Kugeln und Bindungen als dicke Striche dargestellt Spacefill: Zeigt das Molekül als Kalottenmodell (mit van der Waals- Radien) Backbone: nur das Rückgrat der Peptidhauptkette wird angezeigt, Aminosäureseitenketten werden ausgeblendet Ribbons: die Hauptkette wird als Band dargestellt (gut zur Darstellung von Sekundärstrukturen) Strands: ähnlich "Ribbons" - Hauptkette wird als "Strähne" dargestellt Cartoons: ähnlich "Ribbons" - Hauptkette wird als dickeres Band dargestellt
	Display Hydrogens: zeigt die Wasserstoffatome Display Hydrogen Bonds: zeigt die Wasserstoffbrücken (in den Farben der beiden Atome, zwischen denen sie jeweils bestehen) Display Disulfide Bridges: zeigt die Disulfidbrücken Dot surface: zeigt die Atom-Oberfläche gepunktet Slab Mode: Specular: Shadows: Labels: Ein-/Ausblenden der Namen von Aminosäuren Sprout Hydrogens: Stereo Display: Hierzu benötigt man eine Stereo-Brille!
	Monochrome: einfarbige Moleküldarstellung CPK: Darstellung der Atome in den in der Chemie üblichen Farben: Kohlenstoff (hellgrau), Sauerstoff (rot), Wasserstoff (weiß), Stickstoff (hellblau), Schwefel (gelb), Phosphor (orange), Eisen (orange) Amino Acid: die Farbe codiert den Aminosäurentyp: Asp Glu Lys Arg Phe Tyr Gly Ala His Cys Met Ser Thr Asn Gln Leu Val Ile Trp Pro Shapely: ähnlich "Amino Acid" Group: hier wird eine Polypeptidkette in Regenbogenfarben markiert, so dass man einer Kette gut z.B. vom N-terminalen Ende zum C-terminalen Ende folgen kann Chain: jede Kette wird mit einer anderen Farbe markiert Temperature: temperaturabhänige Farbgebung Structure: Darstellung der Sekundärstruktur - z.B. α-Helix, β-Faltblatt User: Force Palette:

	Allgemeines: Chime-Befehle - wie "Color" und "Display" - wirken sich immer auf das gesamte Molekül aus. Dies kann man durch die Auswahl von bestimmten Atomgruppen (siehe unten) abändern. Hat man erst einmal eine bestimmte Auswahl getroffen, so beziehen sich alle folgenden Chime-Befehle darauf. Diese Methode kann verwendet werden, um ausgewählte Gruppen farblich vom Gesamtmolekül hervorzuheben. Select all: alle Atome (das ganze Molekül) werden ausgewählt Mouse Click Action: durch klicken mit der linken Maustaste an zu untersuchende Stellen des Moleküls lassen sich bestimmte Informationen abrufen: Identify: ein Atom und die Zugehörigkeit zu einer Gruppe werden in der Statuszeile unten im Browserfenster angezeigt Distance: gibt den Abstand zwischen 2 ausgewählten Atomen in der Statuszeile unten im Browserfenster an Angle: gibt den Winkel zwischen 3 ausgewählten Atomen in der Statuszeile unten im Browserfenster an Torsion: zeigt die Verdrehung zwischen 4 ausgewählten Atomen (d.h. zwischen 2 Ebenen) in der Statuszeile unten im Browserfenster an Toggle Distance Monitor: Zur dauerhaften Anzeige der Entfernung zweier Atome, die nacheinander angeklickt werden müssen, auf dem Molekülbild (dann Mausklick auf das/die jeweilige/n Atom/e) Toggle Atom Label: Zur dauerhaften Identifikation eines Atoms (dann Mausklick auf das/die jeweilige/n Atom/e) auf dem Molekülbild Bedeutung der Beschriftung: Bsp: Atom CB 371 Group: ALA 48 Chain A (Beta-)Kohlenstoffatom Nr. 371 der Kette - Bestandteil des Alanin-Rests (Rest 48 im Protein) - in Kette A Zur schnellen Identifikation eines Atoms klickt man mit der Maus auf das Atom --> Atomname und Zugehörigkeit erscheinen ganz unten im Fenster über der Statusleiste Pick Center of Rotation: Wenn ein Molekül erstmals in Chime gezeigt wird, dann stellt das Massenzentrum des Moleküls das Zentrum der Rotation dar. Möchte man jedoch eine bestimmte Stelle - z.B. das aktive Zentrum eines Enzyms - betrachten, dann kann es sein, dass man sie durch drehen und zoomen nicht erreichen kann. Definiert man allerdings das Zentrum der Rotation neu, so hat man meist Erfolg. Dazu zeigt man mit dem Pfeil auf das Atom, das nun das neue Rotationszentrum werden soll und klickt mit der linken Maustaste darauf. Toggle Atom´s Selected State: zur dauerhaften Auswahl (und Einfärbung in orange oder der ursprünglichen Farbe) einzelner Atome Toggle Residue´s Selected State: zur dauerhaften Auswahl (und Einfärbung in orange oder der ursprünglichen Farbe) innerhalb der restlichen Atome oder Atomgruppen Toggle Chain´s Selected State: zur dauerhaften Auswahl (und Einfärbung in orange oder der ursprünglichen Farbe) einer Kette Highlight Selection: zeigt die Auswahl in orange Invert Selection: die nicht ausgewählten Atome werden orange angezeigt Hide: Hide Selected: entfernt die ausgewählten Atome aus der Ansicht Hide Not Selected: entfernt die nicht ausgewählten Atome aus der Ansicht Change Color To: ändert die Farbe - besonders interessant bei Kombination des Farbwechsels mit einer Atomauswahl (um bestimmte Gebiete eines Moleküls besonders hervorzuheben) Modify Selection Mode: hier kann man die vorangegangene Auswahl abändern Replace Selection: nach dem anklicken kann eine neue Auswahl (A1) erfolgen Add to Selection: nach dem anklicken kann eine zusätzliche Auswahl erfolgen Add Common to Selection: nach dem anklicken und einer erneuten Auswahl erfolgt für alle diejenigen Atome eine Einfärbung in orange, die allen direkt vorher ausgewählten Kriterien genügen (gemeinsame Schnittmenge) Subtract to Selection: führt die Auswahl schrittweise - je nach Auswahl - wieder zurück (nicht A1) Mutual exclusion (XOR): führt die Auswahl schrittweise - je nach Auswahl - wieder zurück (auch A1) Chain: jede Kette (z.B. Protein, DNA) ist unterschiedlich angefärbt Residue: hier kann man aus einer vorgegebenen Liste von Aminosäuren auswählen Atom: Die Auswahl erfolgt nach dem Atomtyp (wird angezeigt) Hydrogen: Wasserstoffatome werden bei kleinen Molekülen orange angezeigt Non Hydrogen: Alle Nicht-Wasserstoffatome werden bei kleinen Molekülen orange angezeigt Hetero: Verschiedene andere Atome (z.B. nicht zu einem Protein gehörend) werden ausgewählt Protein: Hier kann ein Protein nach verschiedenen Kategorien, wie z.B. Größe und Struktur untersucht werden Nucleic: Verschiedene Bestandteile von Nukleinsäuren können ausgewählt werden Display List: surface_1(..): diese Oberfläche kann aufgerufen werden, falls sie vorher mit "Create Molecular Surface" erzeugt wurde Create Molecular Surface: umgibt das gesamte Molekül (oder ausgewählte Teile) sehr eng mit einer Hülle Toggle Visability: die Hülle, die das Molekül umgibt, wird entfernt und das Molekül wieder sichtbar Toggle Transparency: die Hülle, die das Molekül umgibt, wird transparent und man kann das darunter liegende Molekül sehen Delete Selected Lists: entfernt die Auswahl Color: Einfärbung nach einer Liste möglich
	öffnet ein neues Fenster mit weiteren Befehlen (siehe a) oben):

Die Funktionen von Chime kann man hier an einem Propan-Molekül oder unten an den Unterrichtseinheiten ausprobieren.

Drehen um eine beliebige Achse	Mit linker Maustaste auf eine beliebige Stelle der Graphik klicken, diese Maustaste gedrückt halten und die Maus in beliebige Richtungen bewegen
Rotieren (drehen um die Achse zwischen Betrachter und Molekül	SHIFT-Taste gedrückt halten, dann mit rechter Maustaste auf eine beliebige Stelle der Graphik klicken, diese Maustaste gedrückt halten und die Maus bewegen
Zoomen	SHIFT-Taste gedrückt halten, dann mit linker Maustaste in Molekülnähe klicken, diese Maustaste gedrückt halten und die Maus nach oben oder unten bewegen
Bewegen	STRG-Taste (Ctrl) gedrückt halten, dann mit rechter Maustaste auf eine beliebige Stelle der Graphik klicken, diese Maustaste gedrückt halten und die Maus bewegen
Menü öffnen	Mit rechter Maustaste in Molekülnähe klicken > es erscheint das folgende Menü:

World Index of Molecular Visualization Resources	Molecules for Modern/Cell Biology	Molecular Models for Biochemistry at CMU	Molecule of the Month
Chemie und Internet am Gymnasium	The RCSB Protein Data Bank	IMB Jena Image Library	Molecular Library
NDB Biomolecular Resource