阿肯色大学

通过虚拟现实对VR改变蛋白质的结构与功能的理解

  • 阿肯色大学蛋白质结构与功能中心

    这个蛋白质结构与功能中心成立于2000年,是由国立卫生研究中心美国国家研究院资源中心拨款960万美元资助的。在2005年,该中心又再次得到了美国国立卫生研究院资助1020万美元支持,而且还有许多其他赠款。阿肯色大学蛋白质结构与功能研究中心的成员设法使用国家最先进的技术和仪器,通过多科学交叉研究项目,对这个基本原理的理解做出重大贡献。

  • 蛋白质的工作

    在我们的身体细胞里,蛋白质几乎做所有的工作, 从大脑功能和神经传导到代谢能量产生与肌肉收缩。此外,大多数疾病都与蛋白质功能缺陷有关。对未来研究进展的认知,人类疾病的诊断和治疗取决于对成千上万的蛋白质的结构、功能及相互作用的更好理解, 这些都是在人类基因和人类的病原体组中编码的。这些认识将结合蛋白质分子结构与功能的详细调查对人类疾病中发挥重要作用。

  • 长时间的探寻

    “感谢美国国立卫生研究院的资助,支持我们中心十多年,使我们拥有一流的仪器。然而,蛋白质结构是非常大的,这使他们在二维中非常难以理解。我知道我想要什么,和我需要什么,并努力地找出解决方案。”

    ——詹姆斯•辛顿博士,蛋白质结构和功能中心教授说。
    ——辛顿博士探寻缺少环节使他能在3D中的可视化更漫长。
  • PYMOL三维

    PYMOL 渲染大分子的可分布插图,包括药物靶点。分子动画可以通过简单的创建对象和摄像机运动或通过输入分子动力学和其他动态构象集合体轨迹进行创建。纳米技术可用的分子表征包括空间填充“肌酸激酶”原子、 化学键、卡通色带,分子表面,和溶剂可接触的表面网格。

    “我们的客户越来越多来自生物化学和生命科学领域。他们要求我们创建这个插件来增强他们PyMOL的可用性。我们与产品的创造者,沃伦•德拉诺合作,添加软件的三维追踪功能。”

    ——史蒂夫•卡彭特,Virtalis的 PyMOL专家说。

    作为一个立体化学查看器,PyMOL可以展示有机化学的3 D立体化学关系。当浏览晶体蛋白结构,PyMOL可以显示晶格里面的数以百万计的原子。分子间的相互作用可以利用原子间的距离作为代表,范德华力,基于属性,潜力属性,临近属性着色方案,固体和网格等值面势、飞机切面、梯度场线。PyMOL还支持电子密度地图,静电势地图,和其他体积的数据集,以及任意3 D几何图形组成的三角形,球体,汽缸、锥、椭圆体和文本等的输入。

  • ACTIVEMOVE

    ACTIVEMOVE是一个便携式,互动的3 D可视化系统,是设置价格和性能的行业标杆。它结合了一流的技术,是Virtalis ActiveWorks家族的三维沉浸式可视化解决方案的一部分。ActiveMove对于那些寻找成本效益和运输解决方案的用户是不可能被打败的,它可以快速组装用于部门介绍,营销研讨会,贸易展览,培训研讨会或研究计划等。

    在ActiveMove里,数据不仅可以在立体三维中可见,而且由于Virtalis头部和手部的集合跟踪解决方案,系统能够完全的沉浸和交互。用户可以在虚拟世界里体验,操做,实时选择和操作组件,并在使用中作出决定。ActiveMove由一个主动的、立体的,高清分辨率,高亮度, 高帧率,三芯片DLP投影机,在一个专用的空间背面投影屏,再加上电脑、眼镜、头部和手部跟踪、安装和支持。ActiveMove被分装在两个专为本地和国际航运定制的轮式箱子里,因此它很容易在不同的位置间分享。

  • VIRTALIS的 PyMOL解决方案

    ActiveMove及其Pymol软件插件,使得阿肯色大学的Pymol可以在立体三维中观看。系统允许蛋白质功能和结构中心的员工和学生沉浸在虚拟现实环境并与之交互。尤其对辛顿博士和他的团队,3D PyMOL提供了通过一个追踪器和手持装备与化学结构相互作用的能力。Virtalis VR PyMOL插件不需要返回键盘和鼠标来改变观察方向或方向,使分子相互作用的整个过程更快、更自然。用户利用手上的控制装置,可以很容易地浏览周围的环境,可以从不同的方向和角度看分子,增强了的空间感和深度感。

    “VIRTALIS制作的VR 能使PyMOL与蛋白质结构在ActiveMove里非常容易地互动。我们使用国家蛋白质数据库来获取结构和加载数据到PyMOL里。我已经有几个人受过训练的人来运行ActiveMove,,但系统很容易使用,我将进一步扩大其使用范围。现在我们可以看到折叠蛋白质复杂的三维几何结构。使用该系统制作的电影,我们能够研究蛋白质间交互作用,检测结合位点的小分子的蛋白质对接,小分子的变化如何影响成键过程等。”

    ——詹姆斯•辛顿博士,蛋白质结构和功能中心教授。
  • 超出研究外的

    阿肯色大学的研究团队已经将其virtalis系统的应用扩展到了研究领域以外了。它被经常用于教导研究生和本科生,甚至被部署为部门招聘工具。

    “当我介绍这个系统的时候人们相当的不屑,但我等待当他们看到它的力量时的不可避免的喘息声,通常紧随其后的是笑声,因为他们体验了他们没有预期到的事物。

    ——詹姆斯•辛顿博士,蛋白质结构和功能中心教授说。

未来现实[www.afutureality.com] copyright (c)2016-2025 ALL Rights Reserved