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unilogo Universität Stuttgart
Institut für Visualisierung und Interaktive Systeme

SFB 716 - Teilprojekt D.4

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"Interaktive Visualisierung der Eigenschaften
von Protein-Lösungsmittel-Systemen"




Publikationen


Proteindarstellungen

Bei den bisher unterstützten atombasierten Moleküldarstellungen werden punktbasierte Glyphen mittels GPU-Raycasting gerendert, um hohe Darstellungsqualität bei interaktiven Frameraten zu gewährleisten.

Spacefill-Darstellung Ball-and-Stick-Darstellung Stick-Darstellung


Sekundärstruktur-basierte Darstellung: Cartoon.
Bei dieser Implementierung wird die Geometrie komplett im Geometry Shader erzeugt um auch bei großen Trajektorien eine hohe Anzeigegeschwindigkeit zu gewaehrleisten. Details sind in GPU-based Visualisation of Protein Secondary Structure zu finden.
Cartoon-Darstellung



Lösungsmittelpfade

Lösungsmittel haben einen wichtigen Einfluss auf die Funktion des Proteins. Darum ist es von großem Interesse, das Verhalten des Lösungsmittels zu analysieren. Neben den sogenannten Stellen kondensierten Wassers werden auch die prinzipiellen Pfade untersucht, die die Lösungsmittelmoleküle durch Bindungstaschen nehmen, untersucht.

Im vorliegenden Beispiel wurden 2 Eingänge einer Bindungstasche verglichen, und welcher Anteil an Lösungsmittelmolekülen die Bindungstasche durch die jeweilige Öffnung betritt bzw. verlässt. Hierzu wurde eine Visualisierung konzipiert, die nebenstehend beispielhaft dargestellt ist. Im oberen Bild sind alle Pfade dargestellt, die Lösungsmittel im Laufe der Trajektorie durchlaufen. Der Zeitpunkt innerhalb der Trajektorie ist farblich kodiert, um den Pfad zeitlich grob einordnen zu können. Eine exakte Einordnung ist in den Anwendungsfällen uninteressant. Die Farbsättigung wiederum kodiert die Geschwindigkeit des jeweiligen Moleküls, wobei geringe Sättigung hohe Geschwindigkeit repräsentiert, da das Hauptaugenmerk auf sich langsam bewegenden Lösungsmittelmolekülen liegt.

Im unteren Bild ist die akstrahierte Darstellung der Hauptpfade dargestellt. Hierzu werden die ursprünglichen Einzelpfade gefiltert und abhängig von Geschwindigkeit und Ort geclustert. Der dargestellte Farbverlauf spiegelt die zeitliche Abfolge wider und damit die Richtung. Die Dicke der abstrakten Pfadlinien entspricht der Anzahl der Einzelpfade, die durch die jeweilige abstrakte Pfadlinie repräsentiert werden.

Eine detailierte Beschreibung findet sich in Visual Abstractions of Solvent Pathlines near Protein Cavities.

Molekülpfade innerhalb der Bindungstasche, sowie durch Ein- und Ausgänge der Tasche.


Aus Molekülpfaden der gesamten Trajektorie extrahierte Hauptpfade.


Publikationen:

2008
Visual Abstractions of Solvent Pathlines near Protein Cavities
K. Bidmon, S. Grottel, F. Bös, J. Pleiss, and T. Ertl.
accepted for publication in Proceedings of EuroVIS 2008
[bibtex]
GPU-based Visualisation of Protein Secondary Structure
M. Krone, K. Bidmon and T. Ertl.
accepted for publication in Proceedings of TPCG 2008
[bibtex]
2007
Time-Based Haptic Analysis of Protein Dynamics.
K. Bidmon, G. Reina, F. Bös, J. Pleiss, and T. Ertl.
In Proceedings of World Haptics Conference (WHC 2007), pp. 537--542
[pdf]   |   [bibtex]


Kontakt:


Katrin Bidmon
Visualisierungsinstitut der Universität Stuttgart
Katrin.Bidmon@visus.uni-stuttgart.de