蛋白质内在几何的虚拟现实分析及其在顺式肽平面中的应用

蛋白质传统上被可视化为分段线性离散曲线，其几何特征通常由外生确定的 Ramachandran 角来表征。然而，由于肽平面与侧链的存在，蛋白质骨架也具有两种独立的内在几何结构。在此，我们改编并开发了现代三维虚拟现实技术，以仔细检查蛋白质骨架上肽平面附近的原子几何。为此，我们比较了基于骨架几何（外生）与基于结构（内在）的坐标系，并作为示例检查了反式与顺式肽平面。我们揭示了顺式肽平面使其邻近原子几何发生形变的系统性规律，并开发了一种基于虚拟现实的可视化方法，该方法能够根据顺式肽平面周围原子的排列识别其存在。我们的方法可以轻松检测出晶体结构中异常放置的原子。因此，它可以作为一种强大的可视化精修工具，在蛋白质结构分辨率受限或需要精修时同样适用。作为具体示例，我们在蛋白质数据库（PDB）中鉴定了若干在其顺式肽平面周围显示出异常原子位置的晶体蛋白质结构。