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プログラム COOT を使った電子密度からのモデル構築
構造の表示①メニューの <File> から <Open Coordinates...> を選択する。
② helix.pdb を選択する。
③ <OK> をクリックするとメインウィンドウに構造が表示される。

①②③電子密度の表示④メニュー <File> から <Auto Open Mtz...> を選択する。
⑤ lysozyme.mtz を選択する。
⑥ <OK> をクリックするとメインウィンドウの構造に電子密度が重なって表示される。

④⑤

⑥
⑦⑧

計算機環境によっては、残基の移動に伴う電子密度の描画が負荷となり、操作性が悪くなるので、電子密度⑨の描画方法を変更する。
⑦ <Edit><Preferences...> を選択。
⑧ <Smooth Recentering> タブを選択。
⑨Ｎｏを選択。
⑩ＯＫをクリック。

⑩-4-

COOT の基本操作
マウス操作
左ボタンをクリックしながらマウスを動かすと分子が回転する。
右ボタンをクリックしながらマウスを動かすと分子が拡大・縮小する。
中ボタンで原子をクリックすると、クリックした原子が画面の中心に移動する。
ホイールを回転させると電子密度のレベル ( 濃さ）が変わる。
Ctl +コントロール＋左ボタンを押しながらマウスを動かすと分子が並進する。

Ctl +コントロール＋右ボタンを押しながらマウスを動かすと画面の奥行きが変わる。
原子を左ボタンでダブルクリックすると残基番号、残基名が表示される。
（Shift + 左ボタンのシングルクリックでも同様）

特定の残基に移動
例えば 1505 番のアラニンに移動してみる①①メインウィンドウのメニューから <Draw><Go to Atom..> を選択。

②

②セレクトウインドウで、移動したい残基番号を入力するか、③一覧から移動したい残基を選択。
④ <Apply> をクリックするすると、その残基が画面の中央に移動する。
Space キーで次の残基に移動する。

③

Shift + Space キーで 1 つ前の残基に移動する。

④あるいは、⑤⑤メインウィンドウのメニューから <Draw><Sequence View>で選択し、配列を表示⑥⑥配列にマウスカーソルを合わせると残基番号が表示されるので、クリックするとその残基に移動できる。

-5-構造の保存①① <File><Save Coordinates....> を選択。
②保存したい分子を選択。複数の構造を読み込んでいる場合はプルダウンメニューで保存したい構造を選択する。

②③ <Select Filename...> をクリック。

③④保存するファイル名を入力する。自動で現在のファイル名に -coot-0 が付加されたファイル名が入力される。通常はこのままでよい。次に保存するときには、-coot-1 となり、番号が増えていく（上書きされることは無い）。
⑤ <OK> をクリック。

④⑤

残基番号の変更①① <Calculate><Renumber Residues....> を選択。
②③変更した残基番号の範囲を入力する。
④補正値を入力する。例えば 1501 から 1513 を 1 から 13に変更したい場合は -1500 を入力する。

④②③⑤ <Renumber> をクリック。

⑤

文字サイズの変更①① <Edit><Preferences....> を選択。
② <Others> を選択。

③③ <Fonts> タブを選択。
④文字サイズを選択。
⑤色も変更できる。

④⑥ <OK> をクリック。
⑦ <OK> をクリック。

②⑤⑥
⑦-6-

アミノ酸の置換例として、1505 番のアラニンに移動し、電子密度から正しいアミノ酸を推定して置換してみる。
ペプチド結合の構造を考えて、どの電子密度がアミノ酸の側鎖に相当するかを考えてみる。アミノ酸の構造の図を参考にすると良い。

側鎖の電子密度

Ｎ末
側鎖

CβNH

CαO

N
CαCβ③OＣ末①C β炭素およびその先の電子密度が側鎖の電子密度に相当する。1505 番の場合、側鎖の電子密度は、比較的大きく平たいC十NHことから、芳香族アミノ酸であることが推測できる。また、

O

電子密度の大きさから、2 つの芳香環を持つと考えられるので、1505 番はトリプトファンであることが予想される。では、実際に 1505 番をアラニンからトリプトファンに置換してみる。

②①<Mutate & AutoFit...> をクリック。

②最初だけ電子密度を選択するウインドウが現れるので、<OK> をクリック（2 回目以降は不要）。
① 再 び <Mutate & AutoFit...> を ク リ ッ ク す る と、カーソルが十字になる。
③変更したいアミノ酸残基の原子をクリックする。
残基内の原子であればどれでもよい。例えば C α原子をクリック。
④アミノ酸を選択すると置換が行われ、自動で電子密度にフィットされる。

⑤変更を取り消したい場合、④⑤⑥リック。
⑥取り消しを元に戻すには、リック。

-7-<Undo> をク<Redo> をク

残基の付加末端の残基に移動する（N 末側でも C 末側でも良い）。
①<Add Residue...> をクリック。

②カーソルが十字になり、付加したい末端の残基中の原子をクリック。
③灰色の残基が付加される。
④ ＯＫであれば、<Accept> をクリックすると、末端に 1 残基連結される。

②十①③④削除①②<Delete Item...> をクリック。

②一残基削除したい場合は、<Residue/Monomer> を選択する。
カーソルが十字になるので、削除したい残基中の原子をクリック。

①-8-

補足資料
20 種類のアミノ酸の構造O

NH 3+–OβO

αO

α–O

NH 3+O

α β–OONH 3+–O

NH 3+

NH 3+–O

グリシン

アラニン

バリン

ロイシン

イソロイシンG, GLY

A, ALA

V, VAL

L, LEUI, IleNH

SOO–O–O

NH 3+
メチオニン

O+H N2–O

プロリン

M, METOP, PRONH 3+トリプトファン–O

NH 3+
フェニルアラニン
F, PHEW, TRP
H 2N

O–O

OH

O

NH 3+

NH 3+–O

NH 2O

OH

NH 3+–OO

OO

NH 3+–O

セリン

スレオニン

アスパラギングルタミン

S, SERT, THRN, ASNQ, GLNOH
O

O–O

NH 3+–O

NH 3+
チロシン

システイン

Y, TYR

C, CYS
H 2N

NH 3+NH

O–O

SH

NH 2+–O

NH 3+–O

NH 3+リジン

アルギニン

K, LYSR, ARG

O
O–O

NH 3+

アスパラギン酸

グルタミン酸D, ASPE, GLU

-9-N
H

ヒスチジン
H, HISOO
NH 3+

NH 3+–O

O––O

NH +OO参考文献
佐藤衛, タンパク質の X 線解析, 共立出版

坂部知平, タンパク質の結晶化, 京都大学学術出版会

D. Blow

著, 平山

令明

訳, 生命系のための X 線解析入門, 化学同人

- 10 -モデリングの課題
アラニンから正しいアミノ酸残基に置換し、正しい残基番号を記入する。早く終わった場合は残りのフラグメントのモデリングも行い、さらにリゾチームの全体構造を構築してみる。下の表は例えば 1114 番が 28番のトリプトファンの場合は、1114と記入する。

W28

Frag-1
1114

1115

1116

1117

1118

1119

1120

1121

1122

1123

1124

1125

1126

1127

1128

1145

1146

1147

1148

1149

1150

1151

1152

1153

1154

1155

1156

1157

1158

1301

1302

1303

1304

1305

1306

1307

1308

1309

1310

1311

1312

1313

1314

1423

1424

1425

1426

1427

1428

1429

1430

14311432

1502

1503

1504

1505

1506

1507

1508

1509

1510

1511

1512

1513

1624

1625

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1628

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1630

1631

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1633

1634

1635

1636

1637

1129

Frag-2
1144

Frag-3
1300

Frag-41422

Frag-51501

Frag-61623- 11 -

1638