Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Кинемаж (сокращение от кинетического изображения) — это интерактивная графическая научная иллюстрация. Он часто используется для визуализации молекул, особенно белков, хотя также может представлять другие типы трехмерных данных (например, геометрические фигуры, социальные сети или тетраэдры состава РНК-оснований). Система кинемажа разработана для оптимизации простоты использования, интерактивной производительности, а также восприятия и передачи детальной 3D-информации. Информация о кинемаже хранится в текстовом файле, читаемом человеком и машиной, который описывает иерархию отображаемых объектов и их свойства, и включает в себя необязательный пояснительный текст. Формат kinemage является определенным химическим MIME-типом 'chemical/x-kinemage' с расширением файла '.kin'.
A kinemage (short for kinetic image) is an interactive graphic scientific illustration. It often is used to visualize molecules, especially proteins although it can also represent other types of 3 dimensional data (such as geometric figures, social networks, or tetrahedra of RNA base composition). The kinemage system is designed to optimize ease of use, interactive performance, and the perception and communication of detailed 3D information. The kinemage information is stored in a text file, human and machine readable, that describes the hierarchy of display objects and their properties, and includes optional explanatory text. The kinemage format is a defined chemical MIME type of 'chemical/x kinemage' with the file extension '. kin'.
Ранняя история
Кинемаги были впервые разработаны Дэвидом Ричардсоном в Медицинской школе Университета Дьюка для журнала Protein Science, издаваемого Protein Society, который впервые вышел в январе 1992 года. В течение первых 5 лет (1992–1996) каждый выпуск Protein Science сопровождался дискетой с интерактивной 3D-компьютерной графикой, иллюстрирующей многие статьи, а также программным обеспечением Mage (кроссплатформенное, бесплатное, с открытым исходным кодом) для их отображения; дополнительный материал в формате кинемаги до сих пор доступен на веб-сайте журнала. Mage и RasMol были первыми широко используемыми программами для работы с макромолекулярной графикой, поддерживающими интерактивное отображение на персональных компьютерах. Кинемаги используются в образовательных целях, в качестве дополнений к учебникам, для самостоятельного изучения и анализа макромолекулярных структур.
Kinemages were first developed by David Richardson at Duke University School of Medicine, for the Protein Society's journal Protein Science that premiered in January 1992. For its first 5 years (1992–1996), each issue of Protein Science included a supplement on floppy disk of interactive, kinemage 3D computer graphics to illustrate many of the articles, plus the Mage software (cross platform, free, open source) to display them; kinemage supplementary material is still available on the journal web site. Mage and RasMol were the first widely used macromolecular graphics programs to support interactive display on personal computers. Kinemages are used for teaching, and for textbook supplements, individual exploration, and analysis of macromolecular structures.
Исследовательские цели
В последнее время, с появлением гораздо более широкого выбора других инструментов молекулярной графики, использование кинемагов для презентаций уступило место широкому спектру исследовательских задач, что сопровождалось новыми функциями отображения и разработкой программного обеспечения, генерирующего файлы в формате кинемажа на основе других типов молекулярных расчетов. Анализ контактов по всем атомам добавляет и оптимизирует атомы водорода, а затем использует участки точечной поверхности для отображения водородных связей, ван-дер-ваальсовых взаимодействий и стерических столкновений между атомами. Полученные результаты могут быть использованы как визуально (в кинемагах), так и количественно для анализа детальных взаимодействий между молекулярными поверхностями, в основном для валидации и улучшения молекулярных моделей, построенных на основе экспериментальных данных рентгеновской кристаллографии. Программы Mage и KiNG (см. ниже) были расширены для отображения данных в кинемагах в пространстве более чем трех измерений (переключение между видами в различных 3D проекциях, раскраска и выбор потенциальных кластеров точек данных, а также переход к представлению в виде параллельных координат), например, для определения кластеров благоприятных конформаций рибонуклеиновой кислоты в семимерном пространстве диэдрических углов между соседними рибозами.
More recently, with the availability of a much wider variety of other molecular graphics tools, presentation use of kinemages has been overtaken by a wide variety of research uses, concomitant with new display features and with the development of software that produces kinemage format output from other types of molecular calculations. All atom contact analysis adds and optimizes explicit hydrogen atoms, and then uses patches of dot surface to display the hydrogen bond, van der Waals, and steric clash interactions between atoms. The results can be used visually (in kinemages) and quantitatively to analyze the detailed interactions between molecular surfaces, most extensively for the purpose of validating and improving the molecular models from experimental x ray crystallography data. Both Mage and KiNG (see below) have been enhanced for kinemage display of data in higher than 3 dimensions (moving between views in various 3 D projections, coloring and selecting candidate clusters of datapoints, and switching to a parallel coordinates representation), used for instance for defining clusters of favorable RNA backbone conformations in the 7 dimensional space of backbone dihedral angles between one ribose and the next.
Использование Интернета
KiNG – это программа для просмотра кинемажей с открытым исходным кодом, написанная на языке программирования Java Иэном Дэвисом и Винсентом Ченом. Она может работать интерактивно как автономно на компьютере пользователя без подключения к сети, так и в качестве веб-сервиса на веб-странице. Интерактивность – основное назначение и ключевая особенность кинемажей. Чтобы оценить их возможности, демонстрационная версия KiNG в браузере содержит два примера, которые можно перемещать в 3D, а также инструкции по встраиванию кинемажа на веб-страницу. На рисунке ниже показано, как KiNG используется для перестройки боковой цепи лизина в кристаллической структуре высокого разрешения. KiNG является одним из доступных просмотрщиков на каждой странице структуры на сайте Protein Data Bank и отображает результаты валидации в 3D на сайте MolProbity. Кинемажи также можно просматривать в системах виртуальной реальности с использованием программного обеспечения KinImmerse с открытым исходным кодом. Все программы для отображения кинемажей и программное обеспечение для анализа контактов атомов доступны бесплатно и с открытым исходным кодом на веб-сайте Kinemage.
KiNG is an open source kinemage viewer, written in the programming language Java by Ian Davis and Vincent Chen, that can work interactively either standalone on a user machine with no network connection, or as a web service in a web page. The interactive nature of kinemages is their primary purpose and attribute. To appreciate their nature, the demonstration KiNG in browser has two examples that can be moved around in 3D, plus instructions for how to embed a kinemage on a web page. The figure below shows KiNG being used to remodel a lysine sidechain in a high resolution crystal structure. KiNG is one of the viewers provided on each structure page at the Protein Data Bank site, and displays validation results in 3D on the MolProbity site. Kinemages can also be shown in immersive virtual reality systems, with the open source KinImmerse software. All of the kinemage display and all atom contact software is available free and open source on the kinemage web site.