Введение

Издавна информацию о составе и строении химического вещества принято было записывать с помощью химических формул, по которым можно судить об элементном составе вещества и его молекулярной массе. Однако такая простейшая форма записи часто не может дать понятия о строении молекулы (как, например, «эмпирическая» формула гемоглобина — C₃₀₃₂Н₄₈₁₆N₇₈₀О₈₇₂N₇₈₀S₈Fe₄ — практически ничего не говорит о его устройстве). Для сложных веществ, обладающих высокой конформационной подвижностью, даже структурная формула (графическое изображение связанных между собой химических групп на плоскости) не позволяет описать пространственное строение молекулы.

В 40-х годах прошлого века началось бурное развитие структурной химии и рентгеновской кристаллографии, что привело к определению первых пространственных структур органических молекул. Возможности структурных формул оказались исчерпаны, так как с их помощью (хоть они и называются структурными) крайне затруднительно передать трехмерное строение сложной молекулы. Вскоре последовавшие открытия структур белковых молекул и ДНК создали дополнительную потребность в способах наглядного изображения пространственной структуры биомакромолекул.

В течение третьей четверти XX века структуру молекул передавали практически исключительно с помощью так называемых «физических моделей» (см. главу «“Физические” модели макромолекул»), то есть буквально «собирали» молекулу в увеличенном масштабе с использованием подручных материалов: пластмассовых шариков, медных стерженьков и тому подобного. С развитием вычислительной техники визуализация молекул стала проводиться почти полностью на дисплеях компьютеров, однако построение «физических» моделей не кануло в лету: они по-прежнему используются в качестве учебных пособий и служат источником вдохновения для людей, занимающихся молекулярной скульптурой (см. главу «“Молекулярная” скульптура»).

«Физические» модели макромолекул

Самые знаменитые модели молекул: белковая α-спираль и двойная спираль ДНК

Середина XX века была ознаменована двумя крупнейшими открытиями, положившими начало структурной биологии и невероятно продвинувшими вперед все биологические науки. Эти открытия связаны с установлением принципов пространственной организации двух классов биологически важных макромолекул: белков и дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК).

Одним из основателей структурной биологии по праву считается Лайнус Полинг (Linus Carl Pauling) [1], след которого в науке и других сферах деятельности чрезвычайно глубок: это и развитие рентгеновской кристаллографии, и создание теории химического резонанса, и объяснение молекулярных основ серповидной анемии, и активная антимилитаристическая деятельность (отмеченная в 1962 году нобелевской премией Мира). Одно из наиболее существенных его достижений (также отмеченное нобелевской премией (рис. 1)) основывается на изучении структурных особенностей фибриллярных белков. Совместно с Робертом Кори (Robert Corey) Полинг открыл один из самых распространённых мотивов укладки полипептидной цепи — α-спираль. (Их открытие, обнародованное в 1951-м году после 14 лет упорного труда [2], не связано с детальным описанием структуры какого-либо белка: это было сделано семью годами позже (см. главу «Каркасные (“проволочные”) модели»).

Лайнус Полинг был очень экспансивным, энергичным и нетерпеливым человеком: говорят, что своё открытие он сделал, руководствуясь более «химической интуицией» и молекулярными моделями полипептидной цепи, чем данными рентгеновской кристаллографии и расчётами длин химических связей, выполненными его более усидчивым коллегой Р. Кори. Для определения возможных конфигураций белковой цепи Полинг строил разнообразные модели, с помощью которых можно было установить, подчиняется ли эта конфигурация стереохимическим закономерностям, в частности, установленному им факту, что пептидная связь (состоящая из четырёх атомов) должна быть плоской.

Модели атомов и аминокислотных остатков должны «автоматически» (посредством своей конструкции) учитывать такие характеристики, как длины и углы валентных связей, возможные значения двугранных углов, способность некоторых пар атомов образовывать водородные связи и пр. Модели, используемые Полингом и Кори (рис. 1), позволили им сделать вывод, что главная цепь белковой молекулы может укладываться в спиральную структуру с нецелым числом аминокислотных остатков (3,6 остатка), приходящихся на один виток спирали. При этом спираль стабилизируется водородными связями между атомами главной цепи остатков, смещённых друг относительно друга на четыре позиции. Полученная в 1958 году пространственная структура миоглобина (см. главу «Каркасные (“проволочные”) модели») подтвердила сделанное Полингом открытие и показала, что α-спираль — один из самых широко распространённых элементов конструкции белковой молекулы.

Однажды, когда я работал в Оксфорде (дело было в апреле 1948 года), я заболел, и после двух дней в постели, проведенных за чтением фантастики и детективов, я подумал: „А не открыть ли мне α-спираль?“, или что-то вроде этого. Чтобы понять, как устроена полипептидная цепь с учётом всех требований структурной химии и как водородные связи поддерживают структуру белка, я взял лист бумаги навроде этого [берет лист бумаги] и нарисовал на нем полипептидную цепь в распрямлённой конформации (кстати, этот лист остался у меня до сих пор). Я стал складывать лист бумаги так, чтобы угол между Cα-атомами соседних остатков составлял около 110° [складывает листок], и после нескольких попыток сложил его таким образом, чтобы каждая NH и CO группа участвовала в образовании связи N-H···O=C. Я понял, что эта структура, присутствующая в белках, выделенных из волос, рога, ногтей и мышечных волокон, называемая α-спиралью, содержит 3,6 аминокислотных остатка на один виток спирали.

Джеймс Уотсон (James Watson) и Френсис Крик (Francis Crick), первооткрыватели структуры ДНК в форме двух комплементарных цепей, образующих двойную спираль, в своей работе также руководствовались молекулярными моделями. Их коллеги, занимавшиеся дифракцией рентгеновских лучей на образцах ДНК, — Морис Уилкинс (Maurice Wilkins) и Розалинд Фрэнклин (Rosalind Franklin) — несколько скептически относились к затее с моделями, полагая, что строение ДНК может быть определено исключительно из эксперимента. Однако именно «физические» модели вместе с гениальной догадкой о «комплементарности» цепей ДНК (основанной на «правилах Чаргаффа») позволили свершиться этому важнейшему открытию.

Уотсон, видимо, был настолько поражён элегантным открытием Полинга и его моделями, что в своей работе делал ставку главным образом на молекулярные модели как инструмент, с помощью которого можно было объяснить дифракционные данные, полученные Фрэнклин:

Однако в ближайшие несколько дней ни одной серьезной модели мы не построили. Нам не только не хватало моделей пуриновых и пиримидиновых оснований, но мастерская так и не изготовила для нас ни одной модели атома фосфора. Для того чтобы сделать даже самые простые атомы фосфора, нашему механику требовалось не менее трех дней, а потому после обеда я пошел к себе в Клэр-колледж привести в порядок статью по генетике.

Фрэнсис все больше тревожился из-за того, что я перестал работать над молекулярными моделями. … Чуть ли не каждый день после обеденного перерыва он то и дело раздраженно косился на заброшенный полинуклеотидный остов, зная, что я тем временем играю где-нибудь в теннис. … Брюзжание Фрэнсиса меня не беспокоило — усовершенствовать дальше наш последний остов не имело смысла, пока не будет решена проблема оснований.

Составные части моделей, с которыми работали Уотсон и Крик, были изготовлены в мастерских Кавендишской лаборатории по их собственным чертежам и схемам. Их модели были устроены иначе, чем модели Полинга: если у последнего атомы были выполнены в масштабе и заполняли пространство довольно плотно (space filling), то Уотсон и Крик работали с «проволочными» моделями, в которых атомы сравнительно небольшого радиуса были соединены отрезками медной проволоки, изображавшими химические связи (рис. 2).

Модель Полинга оказалась очень удачной, и на её основе был разработан промышленный стандарт и выпущены многочисленные наборы для построения моделей молекул.

Модель Кори–Полинга–Колтуна: стандарт «молекулярного конструктора»

После того, как общественность осознала значение открытий, сделанных Полингом и Уотсоном, польза молекулярных моделей стала очевидной. Встала задача промышленного выпуска наборов, позволяющих без особых усилий собирать модели молекул, поскольку предыдущее их поколение было ненадёжным, некачественным и дорогим в изготовлении. В мае 1960-го года комитет по биофизике и биофизической химии (Biophysics and Biophysical Chemistry Study Section) Национального Института Здравоохранения (НИЗ) США обратился к Уолтеру Колтуну (Walter Koltun) с просьбой создать промышленные спецификации для выпуска «молекулярного конструктора», основываясь на моделях, разработанных Полингом и Кори. Обоснование этой программы, рассчитанной на пять лет, было следующим:

«Модели атомов, доступные в настоящее время, обладают рядом недостатков. Некоторые из них основаны на металлических клипсах, самопроизвольно расстегивающихся при построении больших моделей. Они практически не обеспечивают подвижность молекулы и не позволяют варьировать углы и длины химических связей. Торсионный потенциал и способность атомов к образованию водородных связей также не учитываются. Кроме того, модели атомов, как правило, настолько тяжелы, что соединительные элементы не способны удерживать их в правильной конформации. Лёгкие же модели обладают недостаточной точностью. В добавок ко всему, эти модели дороги в изготовлении и стоят в среднем 75 центов за атом» [6].

В результате были созданы модели, учитывающие требования комитета (рис. 3). Они получили название «Новые модели атомов по Кори–Полингу с соединительными элементами Колтуна», или, для краткости, CPK-модели (Corey–Pauling–Koltun). Модели оказались настолько удачными, что используются до сих пор, а вид компьютерного изображения молекулы с атомами в виде сфер в масштабе ван-дер-ваальсовых радиусов атомов так и называется: CPK. Тогда же и была принята схема цветового обозначения атомов, популярная и по сей день: C — черный, N — синий, H — белый, O — красный.

Каркасные («проволочные») модели

Первая пространственная структура белка, полученная Джоном Кендрю (John Kendrew) в 1958 году [7] с помощью анализа дифракции рентгеновских лучей на белковом кристалле, поразила учёных в первую очередь тем, что в ней не наблюдалось никакой симметрии. Многочисленные α-спиральные элементы в структуре миоглобина (именно этот белок исследовал Кендрю) располагались в пространстве прихотливым образом, подтверждая открытие Полинга о том, что α-спираль — один из основных типов укладки полипептидной цепи.

Первоначально полученная с пространственным разрешением 6 Å, модель позволяла различить лишь основную укладку белка, но не точное расположение боковых цепей аминокислотных остатков (рис. 4А). Дальнейшая оптимизация рентгенографической процедуры и применение вычислительной техники позволили поднять разрешение до 2 Å, и в результате была построена каркасная (или «проволочная») модель миоглобина в масштабе 5 см/Å. Модель, построенная из медных трубок, изготовленных в мастерских Кембриджа, располагалась внутри полого куба с ребром 2 м и поддерживалась ~2500 вертикальными металлическими палочками, затруднявшими её построение, восприятие и переноску (рис. 4В).

Модель, построенная Кендрю, была очень сложна в обращении и почти не поддавалась модификации, и, когда потребовалось построить несколько копий этой модели по запросу других университетов и лабораторий, возникла проблема создания более надёжной и удобной конструкции. В решении этой задачи помог Баркер (A.A. Barker), сотрудник инженерной лаборатории в Кембридже. Начиная с 1965 года, он конструировал молекулярные модели различных биомолекул, включая ДНК, витамин B12, инсулин, α-спираль и др. Кендрю предложил Баркеру использовать компоненты, изготовленные Биверсом (C.A. Beevers), профессором химии из Эдинбургского университета, — небольшие пластиковые шарики диаметром 6.9 мм с просверленными в них с помощью специального устройства отверстиями, в которые вставлялись лёгкие металлические трубочки. В первые же годы (с 1966 по 1968) Кендрю поступило около 30 заказов на молекулярные модели миоглобина и других белков, изготавливаемые в масштабе 1 см/Å примерно за месяц на одну модель (рис. 5). Цена моделей была около 600$, что являлось весьма существенной суммой в те времена.

Модели, изображающие электронную плотность

Хотя первая пространственная структура белка была получена Джоном Кендрю, истинным первооткрывателем в данной области является другой человек — Макс Перутц (Max Perutz). Именно ему принадлежит идея изоморфного замещения, когда в определённые позиции белковой молекулы вводится атом тяжёлого металла, и на основании получаемых при этом искажений дифракционной картины появляется возможность установить структуру молекулы. В 1960 году Перутцем и его коллегами была получена пространственная структура гемоглобина [8] — белка существенно более сложного, нежели миоглобин.

Для визуализации пространственных карт электронной плотности Перутц использовал более количественный метод, чем Кендрю в своей первой структуре. Изопотенциальные области электронной плотности выпиливались из толстого куска пластмассы и скреплялись стопками, что позволило изобразить пространственную структуру молекулы (рис. 6).

Дальнейшая автоматизация построения моделей и «вписывания» их в трехмерные карты электронных плотностей была произведена Фредом Ричардсом (Fred Richards) и его коллегами. С помощью сконструированного ими оптического устройства, названного «коробкой Ричардса» (Richards box), двумерные изопотенциальные карты электронной плотности, построенные на кальке с помощью компьютера, переносились на прозрачные подложки и закреплялись с равными промежутками внутри «коробки». Полученные таким образом трёхмерные карты строились в том же масштабе, что и молекулярная модель (обычно 2 см/Å), и с помощью системы полупрозрачных зеркал оптически совмещались с моделью, причём «качество» совмещения можно было оценить немедля, без длительного измерения углов и расстояний (рис. 7). «Коробка Ричардса» была использована при расшифровке структуры рибонуклеазы [11], и до конца 1970-х оставалась стандартом де-факто при определении структур белков с помощью рентгеновской кристаллографии.

Другие модели полипептидной цепи

Молекулярные модели, описанные выше, были очень громоздки, тяжелы и сложны в изготовлении. Байрон Рубин (Byron Rubin) в начале 1970-х построил устройство, которое могло автоматически строить упрощённые модели белковых молекул (только контуры главной цепи по C_α-атомам, рис. 8А), изгибая толстую проволоку согласно заложенной в него программе. Модели, построенные на «сгибателе Байрона» (именно так назвали машину), были весьма компактны, легки и очень наглядны (хотя и, понятно, не могли обеспечить того уровня подробности, как модели, включающие атомы боковых цепей). Важность наглядного представления молекулы белка (пусть и в упрощённой форме) вскоре была подтверждена на практике. На одну из научных конференций в середине 70-х, когда уже было известно более десятка белковых структур, Дэвид Дэвис (David Davies) привёз модель антиген-связывающего домена иммуноглобулина (Fab-фрагмент), а Джейн и Дэвид Ричардсон (Jane и David Richardson) — модель супероксид-дисмутазы, построенные на сгибателе Байрона. Разглядывая модели, исследователи поняли, что их пространственное строение очень близко, несмотря на то, что идентичность аминокислотных последовательностей этих белков не превышает 9%. Так впервые был обнаружен иммуноглобулиновый домен, позже найденный во множестве других белков, непосредственно не связанных с иммунитетом.

Позже (в 1982 г.) была представлена Блэкуэлльская модель (Blackwell Molecular Models), также предназначенная для изображения конформации главной цепи белка, но существенно более сложная и точная, чем «сгибатель». Пластмассовые шарики двадцати разных цветов, соответствующие различным аминокислотам, были снабжены парой прецизионных шарниров, позволявших фиксировать двугранные и «валентные» углы, задающие конформацию полипептидной цепи (значения углов φ и ψ тут не определены, поскольку одному остатку соответствует только один «атом», рис. 8Б). Необходимые для построения модели расчёты координат «атомов» проводились на компьютере, оптимизируя геометрию молекулы с тем, чтобы длины «связей» в модели были равны 3.8 см. В это время были предложены и другие системы для построения «физических» молекулярных моделей (рис. 8В), но я на них подробно останавливаться не буду.

С течением времени всё большее значение в визуализации биомакромолекул и построении кристаллографических моделей белков стали приобретать компьютеры, но конструкция «физических» моделей не канула в лету: кроме учебных применений, они стали объектом особой области искусства — «молекулярной» скульптуры.

«Молекулярная» скульптура

Вскоре после создания «сгибателя» Байрон Рубин адаптировал свою машину к «сырью» более крупного диаметра, и построил модель рубредоксина из труб, используемых для автомобильных глушителей. Он и по сей день занимается молекулярной скульптурой (рис. 9А, Б). Гроссман (Bathsheba Grossman) занимается лазерной гравировкой биомолекул в стеклянных блоках (рис. 9В, Г), Восс-Андре (Julian Voss-Andreae) создаёт модели молекул из металла (рис. 9Д), Мейер (Edgar Meyer) — из дерева. Эвард (Kenneth Eward) ведет виртуальный музей молекулярной скульптуры. Возле института Биоорганической Химии РАН в Москве стоит памятник комплексу валиномицина с ионом калия (рис. 9Е).

В настоящее время при построении физических моделей молекул могут использоваться технологии трехмерного прототипирования — такие как «трехмерные» принтеры, слой за слоем создающие трехмерный объект по заданной компьютером программе. (Подробнее о молекулярной скульптуре можно почитать в «Компьютерре» [23])

Начало компьютерной эры в визуализации молекул

Первая система компьютерной визуализации

Уже в 1964 году Сайрус Левинталь (Cyrus Levinthal) и его коллеги в Массачусетском Технологическом Институте (МТИ) разработали электронную систему, изображавшую основную цепь белка на экране осциллографа с возможностью вращения этой модели с помощью специального трекбола. Расчёты, необходимые для вывода картинки на экран осциллографа (рис. 10), производились на одном из первых мейнфреймов (проект “Multi-Access Computer”).

Пока еще невозможно оценить все преимущества, которые может дать компьютер при решении современных проблем молекулярной биологии. Однако, очевидно, что комбинация человек-машина может быть чрезвычайно эффективной. Уже показано, что компьютер может использоваться для построения и визуализации крупных молекул, и это его применение весьма полезно для понимания механизмов функционирования молекул. В то же время, не один год пройдёт, прежде чем полностью будет осознано, насколько важно интерактивное общение с компьютером в процессе построения модели белка.

«Электронные “коробки” Ричардса»

Развитие компьютерных систем визуализации биомолекул стало ускоряться. В 1965 году Кэрролл Джонсон (Carroll Johnson) представил программу ORTEP, способную создавать стереоизображения молекул для печати на плоттере. В середине 1970-х была получена первая кристаллографическая структура белка без построения физической модели, решённая и визуализованная целиком на компьютере [18]. При этом использовалась программа GRIP, положившая начало «электронным “коробкам” Ричардса» — классу компьютерных программ, позволяющих «вписывать» компьютерную модель структуры молекулы в экспериментально полученные карты электронной плотности без изнуряющего ручного измерения углов и расстояний, необходимого при «классическом» подходе, основанном ещё Кендрю (см. главу «Каркасные (“проволочные”) модели»). Подробнее об эволюции кристаллографических программ можно прочитать в книге Коннолли (Michael Connolly) «Молекулярные поверхности» [19].

«Новые» алгоритмы молекулярной графики

Исследования в области фолдинга белка и попытки анализа распределения гидрофобных свойств на поверхности (в контакте с растворителем) и «внутри» молекул привели к формулировке понятия «поверхности молекулы, доступной растворителю». Согласно определению, данному Ли и Ричардсом (B.K. Lee & Fred Richards, [20]), этот тип поверхности задаётся геометрическим местом центров сфер, «обкатывающих» ван-дер-ваальсову поверхность молекулы и имеющих радиус, соответствующий «эффективному» радиусу молекулы растворителя (для воды чаще всего используется значение 1,4 Å). Эта концепция, впоследствии модифицированная Коннолли, оказалась очень успешной и до сих пор чрезвычайно активно используется для визуализации поверхности биомакромолекул [[19], глава 5 — «Поверхность, доступная растворителю»].

Немного позже был разработан компьютерный алгоритм построения закрашенных поверхностей с учётом теней [21]. Это произвело целую революцию в компьютерной графике, поскольку позволяло показывать молекулы с совершенно новым уровнем наглядности, хоть в то время эта возможность была доступна лишь на самых мощных машинах.

«Новый облик» биомакромолекул стал использоваться повсеместно: в 1980 году Подразделение Компьютерных Технологий НИЗ США выпустило набор цветных учебных стереоскопических слайдов («Teaching Aids for Macromolecular Structure», TAMS) с изображением структур белков и простое устройство для их просмотра (рис. 11). В этот обучающий набор вошло 116 слайдов по темам: пептидная связь, α-спираль, β-структура, третичная и четвертичная структуры белка, кофакторы, активные сайты и др. Слайды были пересняты с экрана передового на тот момент компьютерного устройства, оперировавшего всего одним байтом информации на пиксел изображения, но даже эти 256-цветные картинки в то время выглядели очень впечатляюще.

Компьютеры «Эванс и Сазерленд»

В 1980-х наиболее популярной компьютерной системой среди кристаллографов была платформа, разработанная фирмой «Эванс и Сазерленд» (“Evans & Sutherland”), выполняющей кроме всего прочего многие заказы министерства обороны США (в том числе и космической тематики). Эти компьютеры, стоившие в 1985 году $250 000, умели отображать карты электронной плотности и позволяли производить ручное «вписывание» молекулярных моделей в карту. Цветной дисплей компьютера, показывавший лишь скелетное представление молекул, позволял производить вращение молекул в реальном времени. Эта система основывалась на сопроцессоре векторной графики, содержавшем несколько аппаратных блоков по работе с матрицами (перемножение, сложение векторов, расчет детерминантов и пр.). Компьютеры E&S использовали кристаллографическую программу FRODO, позже развившуюся в TURBO-FRODO и давшую начало другой популярной в 90-х годах кристаллографической программе — “O”. Один из компьютеров, выпускавшихся E&S (хотя не из числа тех, что использовались кристаллографами), показан на рис. 12.

Первые программы молекулярной визуализации для персональных компьютеров

Одними из пионеров «народной» молекулярной компьютерной графики являются Дэвид и Джейн Ричардсон, которые в 80-х занимались разработкой соответствующих программ в университете Дюка. В 1992-м вышла программа Kinemage (kinetic image) за авторством Ричардсонов, разработанная для компьютеров Макинтош, и получила чрезвычайно широкое распространение (поскольку эти компьютеры были несравненно более доступны «рядовым» учёным и студентам, нежели баснословно дорогие E&S). Программа, описанная в первом номере Protein Science за 1992 год [22], поставлялась на дискетке, вложенной в обложку журнала.

Вскоре после этого появилась программа RASMOL (Raster Molecules), позволявшая привнести истинную интерактивность в изучение произвольной молекулярной структуры. Роджер Сэйл (Roger Sayle), автор программы, ещё будучи студентом, написал невероятно быстрый алгоритм трассировки лучей (использующийся для построения «объёмных» молекулярных рисунков), который лёг в основу RASMOL’а. С 1990-го года Роджер под руководством кристаллографа Эндрю Кулсона (Andrew Coulson) развивал свой алгоритм, пока не адаптировал его к однопроцессорным «персоналкам» под управлением UNIX, а позднее — и Windows, и Macintosh (ранние версии его алгоритма были заточены под специализированные многопроцессорные компьютеры). В 1993 году вышла программа RASMOL (первые три буквы её названия совпадают с инициалами автора — R.A.S.), которая была сделана бесплатной вскоре после того, как Роджер защитил диссертацию, — как в виде дистрибутива, так и в виде исходных кодов. RASMOL получил очень широкое распространение, а его «исходники» были использованы в массе других программ молекулярной графики.

Заключение

На этом я намеренно заканчиваю обзор средств визуализации структуры биомакромолекул, поскольку, начиная с середины 1990-х годов, средства компьютерной молекулярной графики начали развиваться столь бурно, что описать все их направления попросту невозможно. Интересующиеся отсылаются к сайту «Каталог ресурсов молекулярной визуализации», одному из самых полных ресурсов по этой теме.

Последнее, что хотелось бы отметить, — чрезвычайная простота визуализации молекул, достигнутая в наше время (не нужно ничего, кроме самого простого компьютера и интернета), стала скорее затмевать механизмы работы молекул для рядовых пользователей программ визуализации, нежели прояснять их. Если раньше модель структуры молекулы становилась вершиной работы мысли учёного, то теперь, благодаря успехам структурной геномики и развитию компьютерных технологий, вывести на экран и покрутить молекулу белка не представляет ни малейшей сложности.

Так что, как говорил один преподаватель в Университете, «любование красивыми картинками не должно заменять понимания сути вещей».

При подготовке использовались материалы веб-сайта «История молекулярной визуализации» и книги Майкла Коннолли (Michael Connolly) «Молекулярные поверхности» [19].

Литература

1. Зоркий П.М. (2001). Лайнус Полинг — величайший химик XX столетия. Химфак МГУ;
2. Классический «белковый» номер журнала Proceedings of the National Academy of Sciences of U.S.A., содержащий семь статей за авторством Полинга и Кори, идущих подряд. (1951). PNAS. 5;
3. Уотсон Дж.Д. Двойная спираль. Воспоминания об открытии структуры ДНК. М.: Мир, 1969;
4. Нобелевские лауреаты. Лайнус Полинг. Электронная библиотека «Наука и Техника»;
5. Нобелевские лауреаты. Джеймс Уотсон. Электронная библиотека «Наука и Техника»;
6. Walter L. Koltun. (1965). Precision space-filling atomic models. Biopolymers. 3, 665-679;
7. J. C. KENDREW, G. BODO, H. M. DINTZIS, R. G. PARRISH, H. WYCKOFF, D. C. PHILLIPS. (1958). A Three-Dimensional Model of the Myoglobin Molecule Obtained by X-Ray Analysis. Nature. 181, 662-666;
8. M. F. PERUTZ, M. G. ROSSMANN, ANN F. CULLIS, HILARY MUIRHEAD, GEORG WILL, A. C. T. NORTH. (1960). Structure of Hæmoglobin: A Three-Dimensional Fourier Synthesis at 5.5-Å. Resolution, Obtained by X-Ray Analysis. Nature. 185, 416-422;
9. HILARY MUIRHEAD, M. F. PERUTZ. (1963). Structure Of Hæemoglobin: A Three-Dimensional Fourier Synthesis of Reduced Human Haemoglobin at 5.5 Å Resolution. Nature. 199, 633-638;
10. Нобелевские лауреаты. Макс Перутц. Электронная библиотека «Наука и Техника»;
11. Wyckoff H.W., Hardman K.D., Allewell N.M., Inagami T., Johnson L.N., Richards F.M. (1967). The structure of ribonuclease-S at 3.5 Å resolution. J. Biol Chem. 242, 3984–3948;
12. Frederic M. Richards. (1968). The matching of physical models to three-dimensional electron-density maps: A simple optical device. Journal of Molecular Biology. 37, 225-230;
13. Jane S. Richardson, David C. Richardson, Kenneth A. Thomas, Enid W. Silverton, David R. Davies. (1976). Similarity of three-dimensional structure between the immunoglobulin domain and the copper, zinc superoxide dismutase subunit. Journal of Molecular Biology. 102, 221-235;
14. S P Heathman, J D Nicholas, P A Timmins, J L Finney. (1976). A simple jig for building complex molecular models. J. Phys. E: Sci. Instrum.. 9, 143-145;
15. Levinthal C. (1966). Molecular model-building by computer. Scientific American. 214, 42–52;
16. Barry Honig. (1991). In memoriam: Cyrus levinthal. Proteins. 11, 239-241;
17. R. Zwanzig, A. Szabo, B. Bagchi. (1992). Levinthal's paradox.. Proceedings of the National Academy of Sciences. 89, 20-22;
18. Karl M. Beem, David C. Richardson, K. V. Rajagopalan. (1977). Metal sites of copper-zinc superoxide dismutase. Biochemistry. 16, 1930-1936;
19. Connolly M. (1996). Molecular surfaces: a review. Network Science. 2;
20. B. Lee, F.M. Richards. (1971). The interpretation of protein structures: Estimation of static accessibility. Journal of Molecular Biology. 55, 379-IN4;
21. Thomas K. Porter. (1978). Spherical shading. Proceedings of the 5th annual conference on Computer graphics and interactive techniques - SIGGRAPH '78;
22. David C. Richardson, Jane S. Richardson. (2008). The kinemage: A tool for scientific communication. Protein Science. 1, 3-9;
23. Чугунов А.О. (2007). Изваяние невидимого (Молекулярная скульптура). «Компьютерра». 712, 24–26 (часть 1) и 713, 26–28 (часть 2).