【CAD不使用】フリーソフトだけでタンパク分子の３Dプリント用データの作製

　バイオ系の研究者が、タンパク質の3Dモデルを３Dプリントして学会発表のポスターに貼ったりして見せびらかしたいという場合を考える。

　大抵の場合、3Dプリント用データの作製、編集はCAD（3dsmaxとかでしょうか）上で行われる事が多い。だが、普段バイオの実験をやっている人間にとってCADは、学習に時間がかかるだけでなく、ソフトウェアなどを導入するハードルが高い（Blenderとかでもいけるんだろうか。）。そして普段の実験も疎かにできない。となると、外部に委託することになるが、データ作製から造形までが高い。（15万円ぐらいっぽい）

　そこで、フリーソフトのみでお手軽に、タンパク質の3Dプリント用データを作成する方法をまとめた。
　Discovery Studio Visualizer（v16.1.0.15350）の体験版を使います。BIOVIAからダウンロードしてください。また、今回は緑色蛍光タンパク質（GFP（PDBID:１GFL））を３Dプリントするためのデータを作ります。

・できること
　PDBデータから3Dプリント用データ（VRML）を作成する
　フルカラー用データの作製（Discovery Studio上で色を変更することで、３Dモデルにもその色が反映される。）
　原子のサイズ調整

・できないこと
　リボン形式で表示したモデルの造形（データ作製は可能だが、細い部分が多いので、破損の可能性高）
　モデル補強用の支柱の追加（分子モデルViewerだから、仕方ないですね。）
　モデル全体のサイズ・倍率変更（Discoverystudioでできないだけで、CG編集ソフトなら可能）
　架台の付加

・サイズに関して
　PDBデータでは、原子座標がÅ単位で表記されていますが、出力時にmm単位に直されます。（例：PDBデータ内で2 Å→VRMLデータ上・造形時に2 mm）

http://www.rcsb.org/pdb/explore/explore.do?structureId=1GFL
上記URLから、Download Files→PDB Formatを選択し、GFPのタンパク質構造データをダウンロードする。

1GFL.pdbをDiscoveryStudioで開く

↓GFPを1分子だけ選択して

↓Edit→Invert Selection　で選択範囲を反転

↓Deleteキーを押して不要な部分を削除

↑これでGFPを1分子だけ取り出してくることができました。

　この状態でも、３Dプリント用のVRMLデータを作成できますが、細い部分が1mm以下なので、金属で出力し。。。てもあやしいですが、石膏だと細い部分は簡単に破損します。

↓一旦、リボン表示のGFPを不可視化します。　　（View→Display Style→Protein→Off

↓次に、Atomタブを選択して、CPKを選択します。

最初は選択範囲が黄色くなりますが、
適当に黒いところをクリックすると選択解除されて、それっぽい原子の色でモデルが表示されます。

タンパクモデルをCPK表示できたら、あとはデータをVRML形式で保存するだけです。

File→Save Asから、ファイルの種類「VRML World Files(*.wrl)」を選択して保存しましょう。

今回は、1gfl.wrlという名前で保存しました。

今回は、DMM３Dプリント（https://make.dmm.com/print/）に1gfl.wrlをアップロードして、3Dプリントした際の価格を見積もって見ようと思います。それと同時に、データのエラーチェックも行われます。アカウント登録が必要です。
　

[サイズ] X：55.155mm　×　Y：49.756mm　×　Z：40.946mm
フルカラー石膏で出力して2,916円
自前だと安くできますね。

1gfl.wrlを配布します。　中身を見ると、2千個以上の球（原子）のデータなので、ものすごいメッシュ数になっていると思われる。
　Discovery Studioで出力したVRMLファイルは、Ver 1.0なので、最近のCADソフトでは読み込む前に2.0に変換し直さないといけないことがあるようです。

CPKだと、モデル内部の球の数が2千個以上と多いので、見積もり時のデータチェックに時間がかかりました。（30分以上はかかった）
　下記のようなサーフェースモデルVRMLデータを作成すれば、多分見積もり時のデータチェック時間が短縮できます。2分で見積もり終わりました。石膏フルカラーで5856円でした。