iCn3D Viewer Tutorial, Part 2

Summary

El video ofrece una guía detallada sobre la herramienta de análisis ICM3D, centrando la segunda parte en las herramientas de análisis. Se discuten las opciones para visualizar enlaces de hidrógeno, potenciales electrostáticos y mutaciones de residuos, así como la posibilidad de mostrar interacciones en diferentes formatos como redes 2D y gráficos de fuerzas. Además, se exploran herramientas para la alineación estructural y secuencial, y se muestra cómo integrar ICM3D en una página web usando iframe o a través de scripts Node.js. Finalmente, se ofrecen instrucciones para construir e ICM3D y contribuir a su desarrollo, destacando la facilidad de agregar nuevas clases y funciones.

Takeaways

• 📊 Se pueden mostrar enlaces de hidrógeno en interacciones mediante el menú de análisis en ICM3D.
• 🔍 Se pueden seleccionar diferentes formatos de visualización para las interacciones, como la red de interacción 2D o el gráfico de fuerzas dirigidas falsas.
• 📈 El potencial electrostático se puede visualizar en la superficie o en un mapa de potencials equipotenciales para proteínas y ligandos.
• 🧬 La herramienta de mutación permite especificar múltiples mutaciones y visualizar sus efectos en 3D.
• 🤝 Las herramientas de alineación estructural incluyen alineación de estructuras y alineación de cadenas múltiples.
• 🔗 Se puede realizar alineación de secuencia a estructura utilizando herramientas como BLASTP para encontrar coincidencias en la base de datos PDB.
• 📑 Se pueden agregar anotaciones en la ventana de secuencia, permitiendo comparar la proteína con una estructura 3D y ver interacciones y dominios.
• 🌐 ICM3D se puede integrar en una página web utilizando iframe o siguiendo un ejemplo de código para widgets interactivos.
• 📚 Se pueden definir opciones y comandos personalizados para el visualizador ICM3D en una página web.
• 🚀 ICM3D ha sido actualizado a clases ES6, lo que permite escribir scripts Node.js basados en la biblioteca.
• 🛠️ Para contribuir a ICM3D, se pueden agregar nuevas clases y modificar el archivo module.html siguiendo las instrucciones proporcionadas.

Q & A

¿Qué se puede hacer en el menú de análisis de icm3d?

En el menú de análisis de icm3d, se pueden mostrar enlaces de hidrógeno, seleccionar diferentes tipos de interacciones, visualizar la red de interacciones en 2D y 3D, y utilizar herramientas como la mutación de residuos y la alineación estructural.

¿Cómo se pueden visualizar las interacciones en diferentes formatos?

Las interacciones se pueden visualizar en formato de red de interacción 2D, mapa de interacción introductorio, gráfico de red falsa directiva y en una tabla para seleccionar y resaltar cada interacción en 3D.

¿Qué tipo de interacción se representa con líneas rojas en la red de interacción 2D?

Las líneas rojas en la red de interacción 2D representan interacciones de categoría pi.

¿Cómo se puede personalizar la visualización de la interacción en icm3d?

Se puede personalizar la visualización de la interacción en icm3d seleccionando cada tipo de interacción y utilizando el enlace compartido para reproducir la vista personalizada.

¿Qué opciones hay para visualizar el potencial elástico en icm3d?

Para visualizar el potencial elástico en icm3d, se pueden mostrar el potencial en la superficie o el mapa de potencial equipotencial.

¿Cómo se puede especificar una mutación de residuos en icm3d?

Se puede especificar una mutación de residuos en icm3d yendo al análisis de mutación, donde se pueden definir múltiples mutaciones y visualizarlas en 3D.

¿Qué es el programa scat que utiliza icm3d para las mutaciones?

El programa scat es una herramienta utilizada en segundo plano por icm3d para manejar y visualizar las mutaciones de residuos.

¿Cómo se puede alinear estructuras en icm3d?

En icm3d, se puede alinear estructuras utilizando herramientas como la alineación estructural VAST, la alineación de cadena múltiple y la alineación de secuencia a estructura.

¿Cómo se puede integrar icm3d en una página web?

Se puede integrar icm3d en una página web utilizando un iframe o siguiendo el ejemplo de código proporcionado para interactuar con los resultados de la página web.

¿Qué cambios se han implementado en icm3d para facilitar su uso en node.js?

Se ha migrado icm3d a las clases ES6, lo que permite escribir scripts de node.js basados en icm3d y utilizar el paquete icm3d desde npm.

¿Cómo se puede contribuir a icm3d agregando nuevas clases?

Para contribuir a icm3d agregando nuevas clases, se puede descargar el archivo zip de icm3d, modificar el archivo module.html, importar icm3d, agregar la nueva clase y luego utilizarla en la interfaz de usuario de icm3d.

¿Dónde se puede encontrar el código de ejemplo y las instrucciones para construir icm3d?

El código de ejemplo y las instrucciones para construir icm3d se pueden encontrar en la página de GitHub de icm3d.

Outlines

00:00

🔍 Herramientas de análisis en ICM3D

En el primer párrafo, se discute sobre las herramientas de análisis disponibles en ICM3D. Se menciona la visualización de enlaces de hidrógeno y la capacidad de seleccionar diferentes tipos de interacciones, como la pi-categoría o la empalme de pino. Se describe cómo se pueden mostrar estas interacciones en diferentes formatos, incluyendo una red de interacción 2D y un gráfico de fuerzas dirigidas falsas. Además, se explora la potencialidad electrostática, la mutación de residuos, y cómo se pueden mostrar y personalizar las interacciones en 3D mediante enlaces compartidos. Se destaca la utilización del programa SCAT para el análisis de mutaciones.

05:00

🤝 Alineación de estructuras y secuencias en ICM3D

El segundo párrafo se enfoca en las herramientas de alineación en ICM3D. Se describe cómo se puede realizar una alineación estructural, una alineación de secuencias y una alineación múltiple de cadenas. Se menciona la posibilidad de alinear una secuencia a una estructura utilizando BLASTp y cómo se puede comparar una proteína con una estructura 3D y sus anotaciones. Además, se aborda la capacidad de agregar pistas personalizadas y aplicar colores o tubos a las cadenas para una mejor visualización. Se discute también cómo incrustar ICM3D en una página web utilizando iframes y cómo seguir un ejemplo de código para interactuar con los resultados en una página web.

10:02

🛠️ Construcción y personalización de ICM3D

El tercer párrafo cubre la construcción y la personalización de ICM3D. Se explica cómo se puede instalar y utilizar ICM3D en un entorno de Node.js, con la migración a las clases ES6. Se discute la instalación de dependencias y la ejecución de scripts basados en ICM3D. Además, se proporciona información sobre cómo contribuir a ICM3D, agregar nuevas clases y utilizar las clases existentes de ICM3D para crear funciones personalizadas. Se menciona la disponibilidad del paquete completo de ICM3D en GitHub y cómo se pueden modificar los archivos para integrar nuevas funcionalidades.

Keywords

💡ICM3D

ICM3D es una herramienta de análisis molecular que permite visualizar y analizar interacciones entre moléculas, como proteínas y ligandos. En el video, se utiliza ICM3D para mostrar cómo se pueden analizar los enlaces de hidrógeno y otras interacciones moleculares, y cómo se puede personalizar la visualización de estas interacciones en diferentes formatos.

💡Hidrógeno

Los enlaces de hidrógeno son una forma de interacción entre moléculas que implica la compartición de un electrón de hidrógeno entre dos átomos. En el contexto del video, los enlaces de hidrógeno son un tipo de interacción que se puede visualizar y analizar en ICM3D, representados por líneas verdes en la red de interacciones.

💡Interacción Molecular

Las interacciones moleculares son las fuerzas que se desarrollan entre moléculas, como las interacciones de enlace de hidrógeno, empalme pi-pi y empalme pine. Estas interacciones son fundamentales para la estructura y la función de las proteínas y son un tema central en el análisis que se realiza en el video.

💡Red de Interacciones

Una red de interacciones es una representación visual de las relaciones entre las moléculas en un sistema molecular. En el video, se muestra una red de interacciones 2D que representa cómo un ligando se une a una proteína, con líneas que indican el tipo de interacción que está ocurriendo.

💡Potencial Eléctrico

El potencial eléctrico es una medida de la energía potencial en un punto debido a la presencia de una carga eléctrica. En el video, se discute cómo se puede visualizar el potencial eléctrico en la superficie de una proteína o un ligando usando la herramienta DelPhi en ICM3D.

💡Mutagenesis

El mutagenesis es el proceso de cambiar un solo núcleo o aminoácido en una cadena de ADN o proteína para estudiar su efecto en la estructura o la función. En el video, se muestra cómo ICM3D permite visualizar y analizar los efectos de múltiples mutaciones en las interacciones moleculares.

💡Alineación Estructural

La alineación estructural es una técnica para superponar estructuras de proteínas o moléculas para comparar sus formas y estructuras. En el video, se menciona la herramienta VAST+ para encontrar estructuras similares y la opción de alinear estas estructuras en ICM3D.

💡Annotación

La anotación en el contexto de la bioinformática se refiere a la adición de información adicional, como interacciones o dominios, a una secuencia de ADN o proteína. En el video, se discute cómo se pueden agregar anotaciones personalizadas en la ventana de anotaciones de ICM3D para comparar una proteína con una estructura 3D.

💡Integración Web

La integración web implica la capacidad de incorporar una aplicación o herramienta en una página web. En el video, se proporciona un ejemplo de cómo se puede integrar ICM3D en una página web usando iframe o siguiendo un ejemplo de código para interactuar con los resultados de la página.

💡Clases ES6

Las clases ES6 son una característica de JavaScript que permite la creación de objetos y la programación orientada a objetos. En el video, se menciona que ICM3D ha sido actualizado a clases ES6, lo que permite escribir scripts de Node.js basados en ICM3D y la creación de nuevas clases para ampliar sus funciones.

💡Personalización

La personalización en el contexto del video se refiere a la capacidad de los usuarios de ICM3D para adaptar y ajustar la visualización y el análisis de las interacciones moleculares a sus necesidades específicas. Esto incluye la selección de interacciones de interés, la creación de vistas personalizadas y el uso de enlaces compartidos para visualizar estas vistas.

Highlights

ICM3D tutorial focuses on analysis tools for visualizing and analyzing molecular interactions

Shows hydrogen bonds and other interactions in different formats like 2D interaction network, force-directed graph, and table display

Custom views can be replayed using a share link

Electrostatic potential can be displayed on protein surface or as an equipotential map

Mutation analysis allows specifying multiple mutations and visualizing their impact on 3D interactions

Multiple alignment tools available including structural alignment, sequence alignment, and sequence-to-structure alignment

ICM3D can be embedded in web pages using iframe or custom widget code

ICM3D switched to ES6 classes for easier integration with Node.js scripts

Complete package including 3D structures and annotations available on GitHub

Contributors can add new classes to ICM3D by importing from the ICM3D module and extending existing functionality

Tutorial provides step-by-step instructions for using ICM3D analysis tools

Force-directed graph shows 2D interaction network with customizable node dragging and layout

Table display allows selecting and highlighting specific interactions in 3D

Pi-cation and pi-stacking interactions shown in red and green respectively in visualizations

DelPhi potential analysis provides two options - surface potential and equipotential map

Mutation analysis shows changes in interactions due to residue mutations

Multiple sequence alignment can be performed and visualized using ICM3D

Annotations like interactions, domains can be added for comparing protein sequence and structure

Custom tracks can be added to the annotation window for visualizing sequence alignments

Custom colors and tube sizes can be defined for individual residues in the 3D display

Transcripts

hi my name is jiawam

i'm going to talk about the second part

of tutorial of icm3d

the slide is in the video description

in this part i'm going to focus on the

analysis tools first

you can show the hydrogen bonds in

interactions

the analysis menu and you can select

whatever interaction you are interested

in

and then by default it will be selected

and

the rest not selected and you can show

the interaction

in different format to the introduction

network

uh to the introduction map uh

false directive graph

here shows the 2d

interaction network for the

binding of the ligand to the protein

and the lines show the interactions

red it's the pi category interaction

rho is pine stacking green

it's a hydrogen bonds

and here also you can show the

table display where you can

[Music]

select each interaction

and highlight in 3d

this custom view can be replayed with

this share link

and here shows the same interaction in

false directory graph

the top part shows false direct graph

with random force and the bottom part

the force was removed then there's no

force

so you can easily drag the node anywhere

and you can generate your custom 2d

display

next i'm going to talk about the

electrostatic potential if you click the

analysis

and go to delphi potential

you have two options one is show the

potential on surface

offshore equipotential map

in this example the the potential on

protein was

showing on the surface

and the potential on the ligand was

showing the

equipotential map

and the share link can

display your custom view

next i'm going to talk about show the

mutation

of residues go to analysis mutation

and you can specify multiple mutations

and you can just display in 3d and the

backend

is using the scat program or you can

show the 3d

plus interactions in this case the

mutation of

n to y at position 501

you can see the change of interactions

with one

extra pi category interaction and y

one pi stacking or you can output the

mutant pdb file

and the custom view can be displayed

with the

share link

we also have multiple alignment

tools one is the structural structure

alignment

covers plus alignment and

if you go to this link it shows the

similar structure to 6m0j

and if you click one of the

options and you can view

the vast plus alignment in icing 3d

and here shows the

once you have the vast plus alignment

you can

refine your alignment by going to the

file

align selection so you select part of

the residues

and click

realign selection on sequence alignment

basically

uh the sequence will be aligned and then

the corresponding

coordinates will be aligned in 3d

or you can align residue by rescue

in which the sequence are not going to

be realigned

you just a sequence and

the coordinates of each residue

will be used for 3d alignment

and you can also align multiple chain

so if you click file align multiple

chain you can specify

um any any number of chain

and then if you click align then

the pairwise

chain alignment will be implemented so

the first chain will be the template and

all the restring will be aligned to the

template

if you specify some residues

then only those residues will be aligned

and the residual number is on the

template so

for example if you specify 1050

then the residue from 10 to 50

of the first template will be used

and all the rest chains will be aligned

to these

residues from 10 to 50.

you can also align sequence to structure

so if you have your protein you can go

to blastp

and search against pdb database

and once you

[Music]

find a match you can click

3d structured alignment so

it will show the following

so your sequence is your query here

and you find the a matched

structure in this case it wants a

and here shows the alignment

and you can also in the sequence window

you can show

annotations like interactions side

domains so you can

compare your protein with a 3d structure

and also with the annotations

in the annotation window you can also

add your custom track

so if you click add track

and you can add either

fast a or an accession or multiple

fast a alignment in this case

the multiple sequence alignment was

input

shown as the custom tracks

and you can also apply custom color

or tube for chain so

you can define the color for each

residue

and the size for each residue

now i'm going to talk about how to embed

icing 3d

in your webpage the simplest one is use

iframe

and you can show 3d display in your page

and you can define the

pdb id the size of the window

you can hide the command and you can

show the

menu without multiple manuals just one

single

mobile menu and you can also hide the

title

if you use if you want to use icm3d as a

widget to interactively

uh to interact with your

result of your web page then

you can follow the example code at this

link

and all the

you need to use the commands to

implement

a certain feature those commands are

listed here

so for example um

in your web page you can

insert a code like something like this

so you can specify us oops

so by set up a setup viewer

where you define your options

like what's your um html

diff and also

what's your command what's the other

parameters so

here i didn't include like mndbid or

pdbid and specify your id name

so and then display the 3d structures

so you can call this function define

what's id

name and what's the pdp id and your

html div and your command

the command could be a concatenate the

long string

up to yeah typically

up to 4 000 characters but i think could

be longer

yeah because this is not in the url

so you can have a long command

we we switched icm3d to es6

classes so now you can write node.js

script based on itunes 3d the

icm3d packages at

npm and there's an example

node.js script based on icm3d

so basically you

you need to install icin 3d and the

dependent

libraries to query gs domain 3

in your linux and then

your not just script can start with

like get a three

and get jstorm get jquery

and then get icing 3d then

then you can um call

eisen3d

here i'm going to talk about how to

build ice in 3d

so you can

install node.js and npm

then clone icin 3d from

icm33d hub page and install

gob and then run cup

[Music]

the complete package including three

dodges and gcredit is

also available at the github page and

once you download the

zip file you can you will see these

files

and the photo.html

shows you can include the libraries and

call it in 3d

if you want to contribute to an

item 3d and add a new classes and

there's instruction here

and you can also download the

icm3d zip files to your local directory

and you can modify the module.html

well for example if your class is a

load st state file

then you can first import itunes 3d

from icm3.module and then add your

new class and then

later on when you get the icing 3d

ui you can show the 3d display and then

call your own class define your class

instance and then call your functions in

your class

here is one example of your class

so you can load classes from icm icm3d

module

and then in your in your custom

class you can

use the classes from icm3d so you don't

need to write your own

functions basically you just use

different

functions from icing 3d and exporting

your class

okay that's it for the second part