Proteinvisualisierung auf Basis von PDB-Files Matthias Dube, Fabian Dill Bei Prof. Dr. Kurth am Lehrstuhl Grafische System Institut für Informatik BTU.

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1 Proteinvisualisierung auf Basis von PDB-Files Matthias Dube, Fabian Dill Bei Prof. Dr. Kurth am Lehrstuhl Grafische System Institut für Informatik BTU Cottbus

2 PDB: Protein Data Base - internationale Datenbank zur Sammlung von Proteindaten - ca. 15.000 Proteine - im PDB File ist eine Vielzahl von Informationen über das Protein abgelegt. - bei diesem Projekt wurden lediglich die ATOM Entries ausgewertet, - davon: - Atom name - Aminoacid name - Residue Sequence Number - x, y, z Darstellung in drei verschiedenen Modellen

3 Modelle: - Space Filled Model (Kalottenmodell): Atome werden mit ihren Größen und Standardfarben im 3D-Raum dargestellt.

4 Modelle: - Backbone Model: Die Verbindungen von N, C-Alpha und C Atomen werden pro Aminosäure als Zylinder dargestellt. N C-Alpha C R:= Seitenkette O

5 Modelle: - Ball and Stick Model: die Atome (balls) werden alle mit ihren Bindungen (sticks), die je Aminosäure spezifisch ist, im 3D-Raum dargestellt.

6 Datenmodell: Allen Darstellungen liegt das gleiche Datenmodell zugrunde, das nur einmal eingelesen wird. Beispielzeile aus PDB File: ATOM 1054 N LYS A 139 31.481 5.942 45.455 1.00 53.17 N Atom Name Aminosäuren- name Residue Sequence Number xy z public void processAtomEntry(String atomName, String aminoName, int resSeqNr, float x, float y, float z); -> Interface der Factory

7 Datenmodell: Das Interface zum Datenmodell bietet deswegen folgende Methoden: int getNumberOfSequences() int getNumberOfAcids(int sequence) int getNumberOfAtoms(int sequence, int acid) java.lang.String getAcidName(int sequence, int acid) int getResSeqNr(int sequence, int acid) java.lang.String getAtomName(int sequence, int acid, int atom) float getXCoord(int sequence, int acid, int atom) float getYCoord(int sequence, int acid, int atom) float getZCoord(int sequence, int acid, int atom) java.lang.String getElement(int sequence, int acid, int atom)

8 Datenmodell: In diesem Projekt wurde ein hierarchisches Datenmodell implementiert.

9 Visualisierung: Die drei verschiedenen Visualizer des Datenmodells:

10 Ablauf: PDBImport instanziiert eine Factory, übergibt sie dem PDBAtomReader unbd ruft read() auf. Anschließend wird das Protein mit getProtein aus der Factory geholt. Dieses wird an PDBStartNode übergeben, welcher damit die drei Visualizer instanziiert und diese als Menüpunkte erstellt. PDBImport Factory Reader Protein StartNode