Learning and geometry

Protein topology diagram (TOPS) — discard lengths, keep only the fold

Throw away every length and only the fold is left: a TOPS cartoon draws helices as circles and strands as triangles, and whether a connecting line stops at the edge of a symbol or runs into its centre is what tells you which end of the strand it joins — so two proteins of very different size can share one diagram

This drawing comes from one YAML file. No shape was moved by hand.

Notes in the source (in Japanese)

TOPS 図は、たんぱく質の畳み方を 2 次元に落とした図。ヘリックスは丸、ストランドは三角で描き、二次構造の並び（N 末端から C 末端へ）・シートの上での相対の位置・おおよその向きだけを残す。

線がどこに入るかで、向きが決まる。記号の中心まで引いた線は手前（上）の端に、縁で止めた線は奥（下）の端につながる（TOPS の決まり。Michalopoulos ほか「TOPS: an enhanced database of protein structural topology」Nucleic Acids Res. 2004の「connecting lines drawn to the centre of the symbol indicate connection to the top, and those drawnto the edge indicate connection to the base」。https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC308794/ 取得 2026-10-04）。N 側が縁で C 側が中心なら上向き（三角も上向きに描く）、N 側が中心で C 側が縁なら下向き（三角も下向き）。

長さは描かない。 残基が何個あるか、ループが何残基かは出ない ——だから大きさの違うたんぱく質が、同じ TOPS 図になる。図そのものを鍵にして、畳み方を検索できる。

ロスマンフォールド。 6 本の平行ストランドが、シートの上では321456 の順に並ぶ（左から β3・β2・β1・β4・β5・β6）。β-α-β-α-β の単位が 2 つで、α / β / α の三層サンドイッチ。β3 から β4 へ、シートの反対側へ渡る（crossover）のがこの畳み方の印で、順に並べるだけではこの形にならない。渡りの途中にヘリックスが入るかどうかは、たんぱく質ごとに確かめていないので、図では渡りを線 1 本で描いた。

いちばんよく保たれるのは最初の β-α-β（β1 と αA のあいだの Gly に富むループ。指紋は GxGxxG —— 側鎖の無い Gly が、燐酸の近くでの急な折り返しを許す）で、そこが FAD・NAD(P) の ADP の燐酸に触れる。