キネマゲ
Mage に表示されるキネマージュからのリボヌクレアーゼ Aリボン: β ストランドは緑色、ヘリックスは金色、活性部位の His 側鎖は青色です。

キネメージ（キネティックイメージの略）は、対話型のグラフィック科学イラストレーションです。分子、特にタンパク質を視覚化するためによく使用され ますが、他の種類の3次元データ（幾何学的図形、ソーシャルネットワーク、[ 1 ] 、 RNA塩基組成の四面体など）も表現できます。キネメージシステムは、使いやすさ、対話型パフォーマンス、詳細な3D情報の認識と伝達を最適化するように設計されています。キネメージ情報は、人間と機械が読み取り可能なテキストファイルに保存され、表示オブジェクトの階層とそのプロパティを記述し、オプションで説明テキストを含めることができます。キネメージ形式は、ファイル拡張子が「.kin」である「chemical/x-kinemage」という定義済みの化学MIMEタイプです。

初期の歴史

キネマージュは、デューク大学医学部のデイビッド・リチャードソンが、 1992年1月に創刊したタンパク質学会誌「Protein Science」のために初めて開発しました。 [ 2 ] 創刊から5年間 (1992～1996年)、「Protein Science」の各号には、多くの記事を説明する対話型のキネマージュ3Dコンピュータグラフィックスのフロッピーディスクの付録と、それを表示するためのMageソフトウェア (クロスプラットフォーム、無料、オープンソース) が含まれていました。 [ 3 ]キネマージュの補足資料は、今でもジャーナルのWebサイトで入手できます。MageとRasMol [ 4 ]は、パーソナルコンピュータで対話型表示をサポートする最初の広く使用されたマクロ分子グラフィックスプログラムでした。キネマージュは、教育に使用され、[ 5 ] [ 6 ]また、教科書の補足、[ 7 ] [ 8 ]個別の調査、および高分子構造の分析にも使用されます。

リボヌクレアーゼ Aとウリジンバナデート遷移状態模倣阻害剤 (PDB ファイル 1RUV)間の全原子接触。淡い緑色の点の枕として水素結合が示され、青と緑色で好ましいファンデルワールス接触が示されています。

研究用途

最近では、他の分子グラフィックスツールの種類が大幅に増えたため、新しい表示機能や、他の種類の分子計算からキネメージ形式の出力を生成するソフトウェアの開発に伴い、キネメージの表示用途はさまざまな研究用途に取って代わられました。全原子接触解析[ 9 ]は、明示的に水素原子を追加して最適化し、[ 10 ]ドット表面のパッチを使用して原子間の水素結合、ファンデルワールス力、および立体衝突相互作用を表示します。結果は、視覚的 (キネメージで) かつ定量的に使用して、分子表面間の詳細な相互作用を解析することができ、[ 11 ] [ 12 ]実験的X線結晶構造解析データからの分子モデルの検証と改善に最も広く使用されています。[ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] MageとKiNG（下記参照）はともに、3次元以上のデータのキネマージュ表示（様々な3次元投影図のビュー間を移動、候補となるデータポイントのクラスターの色分けと選択、平行座標表現への切り替え）ができるように強化されており、例えば、1つのリボースと次のリボースとの間のバックボーン二面角の7次元空間における好ましいRNAバックボーン立体配座のクラスターを定義するのに使用されている。[ 17 ]

オンラインウェブの使用

KiNG はオープンソースのキネマージュビューアで、Ian Davis と Vincent Chen によってプログラミング言語Javaで書かれており[ 18 ] 、ネットワークに接続されていないユーザーのマシン上でスタンドアロンとして、またはWeb ページ内のWeb サービスとして対話的に動作することができます。キネマージュの対話的な性質は、その主な目的であり特性です。その性質を理解するために、ブラウザで KiNG のデモ版には 3D で移動できる 2 つの例と、キネマージュを Web ページに埋め込む方法についての説明があります。[ 19 ] 下の図は、高解像度の結晶構造でリジン側鎖をリモデリングするために KiNG が使用されていることを示しています。KiNG は、Protein Data Bank サイトの各構造ページで提供されているビューアの 1 つであり[ 20 ]、MolProbity サイトでは検証結果を 3D で表示します。[ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]キネマージュは、オープンソースの KinImmerse ソフトウェアを使用して、没入型仮想現実システム で表示することもできます。 [ 24 ]キネメージディスプレイと全原子接触ソフトウェアはすべてキネメージウェブサイトで無料でオープンソースとして入手できます。

KiNG: 側鎖交互配座を電子密度にモデル化し、全原子接触ドットを用いてリアルタイム評価を行う

参照

参考文献

  1. ^ Freeman, LC; 階層構造; et al. (1998). 「動的な3次元カラー画像を用いた社会構造の探究」(PDF) .ソーシャルネットワーク. 20 (2): 109– 118. doi : 10.1016/S0378-8733(97)00016-6 .
  2. ^ Richardson, DC ; JS Richardson (1992年1月). 「キネマージュ：科学コミュニケーションのためのツール」 . Protein Science . 1 (1): 3– 9. doi : 10.1002/pro.5560010102 . PMC 2142077. PMID 1304880 .  
  3. ^ Neurath, H. (1992). 「論説. キネマージ：科学的イラストレーションのためのツール」 .タンパク質科学. 5 (11): 2147. doi : 10.1002/pro.5560051101 . PMC 2143300 . 
  4. ^ Sayle, R. (1992). Proceedings of the 10th Eurographics UK 1992 Conference . Abingdon Press, York.
  5. ^ Richardson, DC; JS Richardson (1994). 「Kinemages - インタラクティブな教育と出版のためのシンプルな高分子グラフィックス」. Trends in Biochemical Sciences . 19 (3​​): 135– 138. doi : 10.1016/0968-0004(94)90207-0 . PMID 8203021 . 
  6. ^ Richardson, DC; JS Richardson (2002). 「分子3Dリテラシーの指導」 .生化学および分子生物学教育. 30 : 21–26 . doi : 10.1002/bmb.2002.494030010005 .
  7. ^ Voet, D.; JG Voet; CW Pratt (1999). 『生化学の基礎』 John Wiley & Sons, ニューヨーク.
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  10. ^ Word, JM; et al. (1999). 「アスパラギンとグルタミン：側鎖アミドの配向選択における水素原子接触の利用」. Journal of Molecular Biology . 285 (4): 1735– 1747. CiteSeerX 10.1.1.323.6971 . doi : 10.1006/jmbi.1998.2401 . PMID 9917408 .  
  11. ^ Word, JM; et al. (2000). 「MAGE/PROBEを用いたタンパク質変異における立体的制約の探究」 . Protein Science . 9 (11): 2251– 2259. doi : 10.1110/ps.9.11.2251 . PMC 2144501. PMID 11152136 .  
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  19. ^ブラウザでKiNG
  20. ^ 「Protein Data Bank」 . 2008年8月28日時点のオリジナルよりアーカイブ。2016年12月7日閲覧。
  21. ^モルプロビティ
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