Convertir la structure de la protéine en fichier pour imprimante 3D

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1 Convertir la structure de la protéine en fichier pour imprimante 3D (fichier .STL)

2 Procédure

  • Etape 2 Télécharger la structure de la protéine (d'abord en format .pdb)
    • ‘Download Files’, choisir PDB Format’
  • Etape 3 Ouvrir le fichier PDB dans UCSF Chimera
  • Etape 4 Cacher les structures « internes » Menu ‘Actions’, choisir ‘Hide’-> Ribbon (le ruban disparait- s'il n'y a pas d'autres molécules l’écran est noir-) puis choisir ‘Hide’-> Atoms/Bonds
  • Etape 5 Faire calculer la "surface" de la molécule Menu ‘Actions’ -> ‘Surface, choisir ‘show’ (plusieurs secondes d’attente... La surface est visible et peut être visualisée en 3D virtuelle à l'écran
    • Si un message d’erreur indiquant une surface trop complexe apparaît (cela peut provenir des résidus cachés : si la surface parait ok on peut ignorer ce message) Sinon :-> Menu préférence -> new surface -> paramètre "Probe" réduire (p.ex 1) "Vertex" augmenter (p. ex. 2.5)
  • Etapes optionnelles:
    • Pour supprimer une molécule utilisée pour la cristallisation Menu Select -> residue -> all non-standard Menu Action -> atoms/bonds / hide ou delete Select residue (nucleotides ou aminoacids) Action color -> choisir une couleur pour visualiser Action hide voir Eduardos_Guide_for_Printing_Proteins.pdf pour plus d’options
  • Etape 6 : Exporter en .STL
    • Menu ‘File’ choisir ‘Export Scene’ et sélectionner type de fichier[.stl] - attendre plusieurs secondes (voire 1-2 minute) Attention les fichiers peuvent être très gros (20-90MB souvent). Compresser Zip les réduit 2-3 fois !
  • Etape 7
    • Copier le fichier .STL sur une clé USB ou un service de cloud
  • Etape 8
    • Aller vers un geek ou un fablab comme le centre d’impression 3D au SEMLab et faire imprimer le fichier STL
      • Faire vérifier que l’impression est possible (ajustements probables, notamment pour que la structure soit "manifold" et l'ajout de supports pour étayer)
        Protéine imprimée en 3D (TaqPolymérase) avec les  supports qui seront encore enlevés.
        Protéine imprimée en 3D (TaqPolymérase) avec les supports qui seront encore enlevés.

3 Ce qu'on peut obtenir : p. ex, synthèse par un élève des résultats avec une classe

Vous recevez un protéine imprimée

  • Peut-on utiliser votre modèle imprimé pour comprendre comment la forme détermine la fonction de la protéine ?

Selon la protéine cela peut être plus ou moins difficile. Si vous ne trouvez pas utilisez Immunoglobuline IgG ( http://www.rcsb.org/structure/1igy)

  • Trouver votre protéine imprimée dans Uniprot, chercher sa fonction
    • Cette information permet-elle de comprendre comment sa forme permet sa fonction ?
  • L'aligner avec quelques autres espèces - si possible
    • Quelles parties de la protéine pourraient –à votre avis - changer un peu suite à une mutation sans gravement mettre en cause son fonctionnement et finalement réduire la fécondité ?
    • Pour quelles autres parties un changement risque-t-il de nuire au fonctionnement de la protéine ?
  • Repérer les zones conservées - pourraient être site actif
  • Tenter de repérer les zones significatives dans la séquence (hydrophobe -> transmembranaire, DNA-binding ->régulation, réplication, réparation ou expression ADN)

Synthèse :

Composer un petit texte résumant ces points :

Nom de la protéine, Code Uniprot, Code PDB, Fonction, justification

Sur la base de cet exemple et de ceux des autres de la classe la forme détermine-t-elle en général complètement la fonction ? Nuancez.

4 Ressources

4.1 Références

Scénario établi en partie sur la base des indications scientifiques de M.-C. Blatter du SIB

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