PyMOL概述及实例简析

PyMOL概述及实例简析张文博2014-04-29主要内容一.PyMOL概述二.PyMOL功能三.应用实例黄素氧还蛋白家族结构分析2一.PyMOL概述名字来源：“Py‖-python，该软件基于此计算机语言；“Mol‖-molecule，该软件用来显示分子结构。主要功能：创作高品质的小分子或是生物大分子（特别是蛋白质）的三维结构图像。网站：PyMOL优点强大的分子可视化软件高质量科学论文发表图形动画制作文档文件和绘画文件并存鼠标操作与命令行操作安装插件PyMOL缺点缺乏足够的文件资料没有UNDO功能4•操作视图•比对•光线追踪•探测静电力学•晶体对称性•测量•动画•绘制晶体密度图二.PyMOL功能简介52HNA操控视图6基于蛋白序列-Actions-align-tomoleculePyMOLalign(Aandnameca),(Bandnameca)PyMOLcealignA,BAlign—基于序列比对Cealign—基于结构比较基于原子对-Wizard-PairFitting比对7光线追踪能制作出最高质量的分子图像。PyMOL是第一个拥有高速光线追踪器的全功能分子图像程序。光线追踪8利用泊松波尔兹曼方程计算水溶液状态下的静电力学。-Actions-generate-vaccumelectrostatics探测静电力学9读取.pdb文件时，矩阵信息就被输出。“symexp‖命令：用于显示原子选择中晶胞的对称相关分子。晶体对称性10测量•距离PyMOLdistanceA,B•角度PyMOLangleA,B,C•二面角PyMOLDihedralA,B,C,D11动画•创建一个60帧的动画，此动画+/-45度摇摆蛋白。•PyMOLfetch1AHN#载入结构•PyMOLmset1x30#定义60帧动画•PyMOLutil.mrock1,30,5,1,1#mdo命令创建摇摆+/-45度的60帧动画•PyMOLmplay12绘制电子密度图三.应用实例-黄素氧还蛋白黄素氧还蛋白–细菌中的常见蛋白，通过结合FMN参与电子传递。SanchoJ.(2006)CellMolLifeSci黄素单核苷酸（FMN）异咯嗪磷酸核糖醇14黄素氧还蛋白家族分类长链蛋白短链蛋白16ANASO（AnabaenaPCC7119）项圈藻ECOLI（Escherichiacoli）大肠杆菌AZOVI（Azotobactervinelandii）固氮菌HELPJ（Helicobacterpylori）幽门螺旋杆菌DESVH（Desulfovibriovulgaris）脱硫弧菌CLOBE（Clostridiumbeijerinckii）梭菌FldAFldBMioCYqcA大肠杆菌中的黄素氧还蛋白Apo-MioCHolo-MioCYunfeiHu.(2006)JBC50‘s50‘s90‗s90‗s长链蛋白短链蛋白17FldA:flavodoxinAFldB:flavodoxinBMioC:locatesnexttothechromosomalreplicationinitiationorigin(oriC)YqcA:??——阐明黄素氧还蛋白与辅基FMN的结合方式。通过诱导契合(inducedfit)还是构象选择(conformationalselection)？研究目标18实例1.基本显示及比对Apo-MioC/Holo-MioC载入结构上色PyMOLcolorpurple,sshPyMOLcoloryellow,sssPyMOLcolorgreen,ss―‖静电力学-Action-generate-vaccumelectrostatics20比对-action-align-tomolecule-2HNA整体比对PyMOLalign(2HNAandnameca+c+n),(2HNBandnameca+c+n)自主选择性比对PyMOLcoloryellow,(resi55-65,88-102)修改背景-display-background-white或PyMOLbg_colorwhite修改投影-setting-rendering-shadows光线追踪PyMOLray2HNB/2HNA21练习：•长链蛋白Holo-FldA（1AHN）与短链蛋白holo-MioC（2HNB）的比较。•关注点：长链蛋白与短链蛋白的区别之处。22Holo-FldAHolo-MioCE.Coli1.8ÅX-raystructureHooverDM.(1997)ProteinScienceE.ColiNMRsolutionstructuresYunfeiHu.(2006)JBCMioC/FldAFldA120-14023实例2.活性位点侧链、表面显示及距离测量24活性位点侧链显示-action-renameselection定义配基PyMOLselectFMN4,FMNaround4选择距离FMN4Å内的原子-showsidechainPyMOLselectFMN4r,byresFMNaround4选择距离FMN4Å内的氨基酸PyMOLcolorcyan,FMN4r主链ca也被更改颜色PyMOLcolorgreen,1AHNandnameca主链ca颜色修正-setting-transparency-cartoon-50%调整卡通透明度-action-preset-ligandsites-cartoon25距离测量及表面显示-wizard-measurement显示表面-show-surface更改透明度PyMOLsettransparency=0.2526-action-preset-ligandsites-cartoon27实例3.晶体对称性PyMOLsymexpsym,1AHN,1AHN,5#创建对称相关的对象PyMOLhide(not(1AHNexpand5))#隐藏距离1AHN大于5Å的原子PyMOLselcys,resncys#选择CysPyMOLdeletesym*#删除所有对称图像28实例4.电子密度图的绘制载入1AHN.pdb载入map.ccp4#载入结构和电子密度图PyMOLisomeshmesh,map,1#绘制电子密度图，等势值=1PyMOLisomeshmesh2,map,1.0,FMN,carve=1.5#绘制FMN电子密度图2930