PyMOL的应用简介

2012/7/31PyMOL的应用简介Brief-instructionofPyMOL报告人：王帅组员：孙亮、高明、李倩倩、王帅(组长)单位：CAAS.G13研究所：哈尔滨兽医研究所2012/7/32目录•PyMOL的概述•PyMOL的界面介绍•PyMOL的基本界面操作•PyMOL对蛋白质实例解析•PyMOL命令操作简介2012/7/33PyMOL的概述•PyMol是一款多平台分子三维图像显示软件，由WarrenLyfordDeLano编写，被用来创作高品质的分子（特别是生物大分子如蛋白质）三维结构。Pymol名字的来源：“Py”表示该软件基于python这个计算机语言，“Mol”则是英文分子（molucule）的缩写，表示该软件用来显示分子结构。据软件作者宣称，在所有正式发表的科学论文中的蛋白质结构图像中，有四分之一是使用Pymol来制作的。2012/7/34PyMOL的界面介绍•PyMOL界面分为2个窗口，外部GUI窗口（ExternalGUI）和ViewerWindow。•ViewerWindow又分为左右两块，左边用来显示结构图像的（Viewer），右边则是一个内部GUI窗口（InternalGUI)。•Viewer自身包含一个命令行（如图中左下方的PyMOL提示符），可以用来输入Pymol命令；在InernalGUI中则可以选定一些特定的对象并完成一些操作。•ExternalGUI则包含一个标准菜单、一个输出区、一个命令行输入区以及右边的一些常用命令按钮。2012/7/35PyMOL的界面介绍•PyMOL界面分为2个窗口，外部GUI窗口（ExternalGUI）和ViewerWindow。•ViewerWindow又分为左右两块，左边用来显示结构图像的（Viewer），右边则是一个内部GUI窗口（InternalGUI)。•Viewer自身包含一个命令行（如图中左下方的PyMOL提示符），可以用来输入Pymol命令；在InernalGUI中则可以选定一些特定的对象并完成一些操作。•ExternalGUI则包含一个标准菜单、一个输出区、一个命令行输入区以及右边的一些常用命令按钮。2012/7/362012/7/37PyMOL基本界面操作•Pymol的基本操作，包括窗口菜单、加载文件、图像的基本鼠标操作等等。•标准的“复制、剪切和粘贴”操作只能在ExternalGUI中完成，并且必须使用“Ctrl＋C、Ctrl＋X以及Ctrl＋V”来完成，这也是这个所谓的外部GUI的最重要的优点。键盘鼠标左键中键右键旋转图像（虚拟滚动球rotate）在XY上移动图像（translate平移）在Z上移动图像（zoom变焦）Shift移动截面CtrlShift+Ctrl回到旋转起始•在PyMOL中，鼠标是主要的控制设备，键盘的修饰按键（SHIFT,CTRL,SHFIT+CTRL）在调整按钮操作时使用。2012/7/38•PyMol可以同时打开多个PDB文件，或者将复杂的PDB文件分解成几个单独成分。每一个打开的PDB文件在“NamesPanel”中显示其名称。第一个名字总是“all”。点击名称会显示其对应的蛋白质分子构型。•ASHLC菜单是Action、Show、Hide、Lable、Color的简称。PyMOL基本界面操作2012/7/392012/7/310PyMOL基本界面操作PyMol对象的操控既可用鼠标，也可用命令。2012/7/311PyMOL基本界面操作PyMOL提供的可用图形画面包括以下几种：•Pymolshowrepresentation•Pymolhiderepresentation•其中representation可以为：cartoon,ribbon,dots,spheres,surface和mesh。2012/7/312PyMOL基本界面操作立体画面：2012/7/313cross-eyestereowall-eyestereoQuad-BufferedStereoAnaglyphstereo2012/7/314PyMOL对蛋白质实例解析在PDB数据库中下载编号为1REI、2QSQ两蛋白序列，并应用PyMOL软件进行分析。2012/7/315演示Cartoon图像1.点击S，选择cartoon。图像中显示出cartoon和线框，结果如上图。2.去除线框：点击H，选择lines，结果如下图。注：S和H是两个相反的功能，一个是显示相关属性，另一个则是关闭该属性。2012/7/316•在外部GUI窗口（ExternalGUI）中，我们可以点击“setting”下拉菜单，选择“cartoon”对其进行显示设置。其它许多选项也可通过该下拉菜单进行自定义设置。•很容易对图像中的alpha-helices、belta-sheets、loops的显示样式进行更改。•举例：使所有alpha-helices显示柱状；简化图像。1.点击“setting”，选择CartoonCylindricalHelices。重复该操作即可删除该显示效果。2.点击“setting”，选择CartoonSmoothLoops，即可简化图像。2012/7/317•黑色背景适于屏幕上观看图像，但并不适于打印出来作为文章打印图，将背景改为白色将更为适用些：•在ExternalGUI界面中，点击“Display”菜单，该菜单包含大部分PyMolviewer图像显示选项。•改变背景色为白色的步骤:DisplayBackgroundWhite1.改变条带显示的颜色：在“InternalGUI”中的1REI菜单框中的C菜单中进行如下操作：1REICchain。2.我们也可以通过另一种方式来对该蛋白质构像的二级结构进行加色，其操作步骤如下：1REICbyssHelixSheetLoop2012/7/318•显示该蛋白质构象的所有配位体，操作步骤：1REISspheresCartoon图显示所有配位体图注：在右图中，鼠标单击任意一个圆球体，即表示选中该配位体，再次单击可取消选中。2012/7/319•若想改变配位体中CHON等各原子显示的颜色，我们可以通过如下操作实现：(sele)CbyelementCHNOS….结果显示如下：2012/7/320•图片最终保存，其操作步骤：FileSaveImage…•然而此时获得的图像的分辨率和清晰度较粗糙；PyMOL提供了“raytracer”，可形成高质量的画面，适用于发表。其操作步骤：点击“externalGUI”右上角的“Ray”按钮，或者在PyMOLlinecommand中输入“ray2000,2000”，即可得到最终的高质量的“raytracer”图像了。2012/7/321Preset菜单：从默认到复杂Preset菜单是用于调整蛋白质构象外貌的属性。其操作步骤：1REIApresetdefault注：Preset选项可以对图像进行特定参数设定，并可进一步绘图。可以通过如下操作解除Preset的原有设置：Apresetdefault，并可通过preset下拉菜单重新进行参数设置。2012/7/322Preset菜单：从默认到复杂•举例：Simple操作步骤：1REIApresetsimple详见下图2012/7/323Preset菜单：从默认到复杂•举例：LigandSites操作步骤：2QSQApresetLigandSitesTransprant(better)/solidsurface/dotsurface详见下图2012/7/324PyMOL命令操作简介1.记录结果•当在PYMOL上操作时，如果想记录下完成的操作步骤，可创建一个日志文件（log-file）：•语法log_openlog-file-name例如PyMOLlog_openlog1.pml2012/7/3252.载入数据•从文件中载入PDB，命令如下语法loaddata-file-name例如PyMOLload$PyMOL_path/test/dat/pept.pdb命令输入后，PYMOL会打开读“pept.pdb”，创建并命名相应的对象，在Viewer中显示图像并在控制板中添加对象。2012/7/3262.载入数据•重命名对象:语法：loaddata-file-name,object-name例如：PyMOLload$PyMOL_path/test/dat/pept.pdb#对象命名为“pept”#文件扩展名不会出现在对象名中•PyMOLload$PyMOL_path/test/dat/pept.pdb,test#对象命名为“test”（“#”是注释标志，在命令行中，#后输入任何信息都不会被PYMOL读取）2012/7/3273.操控对象(manipulatingobject)•对象的操控既可用鼠标，也可用命令。例如，改变默认的表示形式（representation）lines到sticks，首先删除lines然后显示sticks：•语法•hiderepresentation•hiderepresentation•例如•PyMOLhidelines#以lines显示的对象消失•PyMOLshowsticks#以sticks显示的对象出现•其他的表示形式还有cartoon,ribbons,dots,spheres,meshes和surfaces等2012/7/3281）原子选择•原子选择（atomselections）可以操控分子中一部分原子或化学键。PyMOL精于对原子或残基的选择、分组和命名。你可以只用一次选择，也可以重命名以便再次使用。•首先，命名选择：•语法•selectselection-name,selection-expression•例如•PyMOLselectboy007,resi1-10#选择残基并命名为“boy007”•然后使用这个名称：•语法•zoomselection-name•hiderepresentation,selection-name•showrepresentation,selection-name•例如•PyMOLzoomboy007•PyMOLhideeverything,boy007•PyMOLshowspheres,boy0072012/7/3292）对象和选择的着色•语法•colorcolor-name#整个object被着色•colorcolor-name,selection-expression#selection被着色•例如•PyMOLcolorwhite•PyMOLcolororange,pept•PyMOLcolorgreen,resi50+35+56•PyMOLcoloryellow,resi24-35•PyMOLcolorblue,boy007•PyMOLcolorred,ssh•PyMOLcolorred,sss•PyMOLcolorgreen,ssl+’’•最后三个例子中ss是二级结构的选择符，h表示helix，s表示betasheet，l+’‘表示loops和非特定结构。2012/7/3303）对象和选择的on/off•PYMOL可同时呈现多个对象。disable和enable命令可以消除对象的显示，但仍能够通过命令控制它的属性。•语法•enableobject-name•例如•PyMOLload$PyMOL_path/test/dat/fc.pdb•PyMOLload$PyMOL_path/test/dat/pept.pdb•PyMOLdisablepept#pept完全从viewer中消失•PyMOLcoloryellow,namec+o+n+ca#在fc和pept中的主链原子都被着为黄色，但是pept的原子仍然是不可见的。•PyMOLenablepept#pept原子可见了并显示为黄色2012/7/3314.改变视点•Zoom（变焦）命令可使对象或选择在视野