【分子对接】PyMol基础教程

您所在的位置:网站首页 pymol怎么移动标签 【分子对接】PyMol基础教程

【分子对接】PyMol基础教程

2023-08-09 17:14| 来源: 网络整理| 查看: 265

PyMol入门教程认识PyMol1. 软件界面介绍

1.2 内置demo介绍打开PyMOL,点击1.1菜单窗口的Wizard菜单,然后点击Demo->Representations 然后在2.3 对象窗口 和 2.4模式窗口之间会出现各种示例:1.Representations2.Cartoon Ribbons3.Roving Detail4.Roving Density5.Transparency6.Ray Tracing7.Sculpting8.Scripted Animation9.Electrostatics10.CGOs11.Molscript/R3D Input12.End Demonstration 关闭示例

1.3 设置和查看工作路径点击1.1菜单窗口 File->Working Directory->Change 可以查看现在的工作目录在哪里,也可以设置新的路径作为工作目录。工作目录的作用:默认文件的打开和保存都是从该文件开始。下载文件的保存位置也是在工作目录。这一点与R语言类似,我也是习惯一个项目新建一个project,方便以后查看。工作目录设置习惯建议:

1.不同项目设置不同的工作目录

2.设置一个默认工作目录

3.不要把工作目录设置在软件安装目录

双击PDB文件打开PyMOL,会自动切换工作目录到该PDB文件所在目录。从软件安装处打开PyMOL, 则工作目录为软件安装目录。1.4 下载蛋白从PDB网站上下载蛋白,如 4hbk.pdb, 也可以直接通过PyMOL 下载蛋白,点击菜单栏中的 File->Get PDB,如下图图所示, 在PDB ID 对应的框中填入PDB的编号就可以了,不要包含后缀.pdb 。

点击Download,你会发现PyMOL会自动加载该蛋白,在工作路径 D:\PyMOLstartedManual 下面出现 4hbk.cif 文件,随着PDB解析的结构越来越大,PDB格式文件的局限性就暴露出来,不能超过9999个原子,因此正在逐渐用cif 格式取代pdb 格式。

2.介绍"ASHLC"2.1 蛋白的展现形式(show)在2.3对象列表窗口中,我们可以看到现在有2个object 名字,

1个是all, all 不是真实的object,它代表了所有的object

1个是4hbk, 4hbk 就是我们刚刚载入的蛋白每个object 都有对应的A S H L C操作,如下图所示:

Action 主要包含了对object的常用操作的集合,如 复制、删除object,对object加氢,展示Object等;

Show 将object 渲染成cartoon 、line、stick lines sphere surface mesh dots ribbon 等模式;

Hide 根据object的状态或者描述进行相应的掩藏;

Label 显示object中残基 原子等名称或者属性 - Color 对Object 进行着色。下面对Show 着重讲解:show 有2类操作方法:

show as 分别点击S->as->cartoon 和S->as->stick,我们可以观察到AS模式是把原有的渲染模式抹除后再重新渲染,经过上述操作后仅仅显示stick形式

show 点击S->as->cartoon 再点击S->stick;我们可以观察到SHOW方法,是保留原有的渲染,再添加新的渲染。我们先对4hbk object点击 S->as->cartoon,然后点击S->as->stick,效果如图Fig5

我们先对4hbk object点击 S->as->cartoon,然后点击S->stick,效果如图Fig6

蛋白对象的简单平移、旋转、缩放首先将鼠标移动到2.1可视化窗口

平移,按住鼠标中键不放,然后上下左右移动,进行体会,蛋白会随着鼠标而移动

旋转,按住鼠标左键不放,然后上下左右移动鼠标,蛋白会进行旋转

缩放,按住鼠标右键不放,然后上下移动,蛋白会进行缩放

切割 滚动鼠标中键, 建议将蛋白渲染成surface模式,然后滚动鼠标中键

当软件不能正常使用上述操作,可以点击File->Reinitialize->Original Settings (推荐)File->Reinitialize->Everything 注意的是该操作会删除当前所有的Object.2.2 Action第一部分:常用显示操作

点击 A->preset->simple 显示蛋白的简单形式

点击 A->preset->ball and stick 显示球棍模型

点击 A->preset->b-factor putty 基于bfactor数值显示蛋白的柔性

点击 A->preset->publication 高质量出版标准

第二部分 对象的操作

删除水分子 A->remove waters该操作属于红色警告操作,不可逆操作。删除水分子后,无法通过Ctrl-Z进行撤销。

增加删除氢原子在line和stick 模式下面可以看到H原子,cartoon模式下面看不到氢原子,因此在line或者stick模式下,执行下述操作。

A->Hydrogens->remove 删除所有氢原子

A->Hydrogens->add 增加所有氢原子

A->Hydrogens->remove non polar 删除所有非极性氢原子,我们可以看到C上的氢原子全部被删除

A->Hydrogens->remove 再次删除所有氢原子

A->Hydrogens->add polar 增加极性氢原子

第三部分 对象的复制 剪切 删除 重命名

复制 A->Copy to object->new我们会得到一个名为new的object,为了和4hbk object 进行区分。对4hbk 的obect 点击C->cyan 和S->AS ->cartoon对obj01 点击 C->green 和S->as->stick

重命名 obj01-> 4hbk_02对obj01 点击A->rename object

删除 A->delete object如果要删除当前所有的object的话,可以在1.3命令输入窗口输入delete all。

剪切 适合选中的对象 A->Extract我们可以通过剪切的操作把配体和蛋白分开,首先选中配体,然后点击A->extract object 就可以了, 原来结构中的配体就跑到obj01中了,这样就分开了蛋白和配体。下面会有具体的例子来说明。

第四部分 Action->generate 操作

显示蛋白的静电势图 Action->generate->vacuum_electrostatics->protein contact potential 就可以了。

查看小分子和蛋白的氢键作用由于4hbk 蛋白中没有小分子,这里我以 PDB id: 为例演示。点击 A->preset->ligand sites 效果如图所示,其中黄色的虚线就是氢键。对标注的氢键,查看距离和角度,进一步确定氢键的合理性和强度。查看小分子和蛋白的相互作用,推荐软件 schrodinger中ligand interaction。制作相互作用的二维图,根据提示,然后再在pymol确认并绘制这些相互作用。2.3 蛋白对象的Hide操作和remove delete 操作相比,hide操作更加温和, 把不需要的东西暂时掩藏起来,通过Show 可以重现显示出来。我们先上述方法,构建4hbk 和4hbk_02 两个object, 这一次把4hbk 设置成cyan 颜色的cartoon, 4hbk_02设置成green颜色的ribbon,如图所示。如果要掩藏4hbk_02,有2种方法 - 对4hbk_02 点击H->ribbOn - 直接点击4hbk_02的名字。当然,这里展示的时候要选择不同的展示方式,如果是相同的展示方式,是显示不出来的。

2.4 查看该结构的序列(Sequence)点击左下角的S,即可显示蛋白的序列信息,如图所示,再点击一次S,则掩藏序列信息。S是单词Sequece的缩写。

应用: 选择蛋白的特定残基我们通过软件 D3Pockets 可以确定4hbk中口袋中氨基酸残基的组成:ILE15-TRP20, TYR39, ASP43-ALA45, VAL47, TYR48, LYS77, TRP79, ASN80,LEU108, HIS110, TRP111, LEU115, PHE122, LEU130, SER159, ASN160, GLN181,GLU183, HIS185, 185 207 208 209210 211 222 223 240 241 243 244255 256 257 258 263 264 266 267270 292 293 294 295 298 306我们点击Sequence,并将Selecting模式切换为residues,然后基于残基编号进行选择。把上述残基选中以后会临时保存在sele的object中,我们把它复制到obj01的Object中,并重名为Pocket,然后对Pocket的Object,显示其表面,结果如图所示。

2.5 蛋白对象的着色操作pymol中内置了多种不同的着色方案,如图所示:

按照原子类型着色

点击object上的 C按钮 -> by element

按照二级结构着色

按照b-factor着色

按照整体着色

设置背景颜色背景颜色默认是黑色的,发表文章的时候背景颜色通常设置为白色。|点击菜单栏中的 Display->background->white 如图所示:制作b-factor-value 图点击A->preset->b-factor putty, 如下图所示:3. 对象的Label操作3.1 添加label选择需要Label的对象 | 然后点击对象上的L按钮,根据需要,可以标记残基的名字,原子的名字,范德华半径、元素的名字等。

L->residue 在α碳原子上标记其残基名字和编号 (常用)

L->residue name 在所有原子上标记残基名字 (不常用)

L->clear 删除该对象上所有的Label

L->element symbol 显示对象上所有原子的元素名字

L->vdw radius 产看原子的范德华半径

对于蛋白醛糖还原酶(PDB ID: 4HBK),我们在UniProt 数据库中查询得到,其口袋中的重要残基有:TYR48、LYS77 和 HIS110。我们对这三个残基展示其为stick模式,并掩藏主链,并通过label按钮标注其氨基酸残基的名字。移动Label,使其更加清晰可见。具体操作流程如下:

载入4hbk 蛋白load 4hbk.cif

在4hbk object 上点击 S->as cartoon

点击右下角的sequence开关按钮,选择 TYR48 LYS77 HIS110 三个残基,得到sele 临时object

在sele object 上点击 S->stick, H->main chain

在sele object 上点击 L->residue

设置背景为白色,点击菜单栏中 Display->background->white

点击Mouse Mode 切换为 editing 模式

按住ctrl键不放,然后将鼠标移动到残基标签上方,并按下鼠标左键不放,然后移动鼠标,就可以调整标签的位置。

调整结束后,点击Mouse Mode 切换为 view 模式

3.2 移动标签label以PDB ID: 1w22蛋白为例,为其中的锌离子添加标签。sphere模式下不能添加label;借用PS中复制图层的概念。为锌离子添加label。step1 选中锌离子;step2 复制锌离子;仅仅显示该object,并显示为lincore模式step3 添加label(右击new-pseudoatom-label); 进入edit模式,按住ctrl移动label,完成后切换回viewing模式step4 显示所有的object.

3.3 设置label的样式3.3.1 调整配体的位置pymol中包含配体和蛋白,那我们如何调整配体和蛋白的相对位置。以PDB ID: 1hkv 为例,其中配体小分子为PLP。step1 打开蛋白文件,定位到想要移动的配体。step2 extract 操作,提取配体为新的object,并进行重命名。step3 对蛋白进行固定(最大化窗口),step4 在edit模式下,按住shit 就可以通过鼠标移动配体。(只是空间位置的变动,center还是不变的)

.3.2 测量距离点击菜单栏中的Wizard->Measurement 就可以进行距离测量。然后分别选择两个2个原子就可以显示这2个原子的距离。这里蓝色表示N端, 红色表示O端。比如我们想测定TYR48中侧链上的O原子到Lys77侧链N原子的距离,如下操作即可:

点击Wizard->Measurement;打开了Measurement 面板,位于object list面板下方;

选好残基Y48和K77,鼠标点击TYR48侧链上的O原子 和 LYS77 侧链上面的N原子;这里为了方便,我把cartoon部分和主链部分给隐掉了。

如要测定其他2个原子的距离,鼠标继续点击选择2个原子就可以了;

测定完成后,点击Measurement 面板中的done 就可以了。

3.3.3 突变氨基酸残基如把4hbk 中的arg-40 突变成 lys-40,在菜单中点击wizard->mutagenesis->protein

突变前

突变后

4. 其他技巧4.1 设置透明度鼠标操作只能基于显示模式进行设置,如:cartoon surface sphere stick等

将cartoon 设置成透明的,透明度50%;点击菜单栏中的Setting->Transparency->cartoon->50%;

将Surface 设置成透明的,透明度50%;点击菜单栏中的Setting->Transparency->surface->50%;

将Stick 设置成透明的,透明度50%;点击菜单栏中的Setting->Transparency->stick->50%;

将sphere 设置成透明的,透明度50%;点击菜单栏中的Setting->Transparency->sphere->50%;除了可以设置透明度外,还可以设置透明的方式,有如下几种透明模式:

Uni-layer; 点击菜单栏中的Setting->Transparency->Uni-layer

Multi-Layer; 点击菜单栏中的Setting->Transparency->Multi-Layer

Multi-Layer(real time oit); 点击菜单栏中的Setting->Transparency->Multi-layer(real time oit)

Fast-ugly; 点击菜单栏中的Setting->Transparency->Fast-ugly在Label操作中,我们将整个蛋白展示为cartoon,并将HIS 等3个残基展示为stick模式; 这时候我们设置cartoon为透明50%,用4种不同的透明模式渲染,效果如下:

4.2 雾化(fogging)处理PyMOL中支持各种雾化处理,保证depth_cue是开启的。前面清晰,后面雾化可通过滚动鼠标中键进行调节。向上滚动,雾化程度减轻;向上滚动,雾化程度加深。完全不想要雾化处理,可以点击 Display->Depth cue (Fogging) 取消。或者使用命令关闭。

4.3 设置不同的光照模式PyMOL2 中内置5种不同的光照模式:default, metal(金属), plastic(塑料), rubber(橡胶), X-ray。点击Plugin->lighting Settings进行设置不同的光照,如下图所示图。4.4 选择模式根据不同的需求,切换到不同的选择模式,快速选择自己想要的原子:

Residues 残基选择模式

Atoms 原子选择模式

Molecules 分子选择模式

chain 链选择模式

Objects 模式

C-alphas α碳原子模式

Segments 片段模式

我们先将蛋白Show->as wire;然后把MET-1第一个氨基酸残基show stick;如图所示,金色的表示S原子。从上图我们也可以看到,不同模式的区别。这里我简单解释下:res模式:我们点击的是硫原子,硫原子所在的res是MET-1,因此选中的是MET-1chain模式:我们点击的是硫原子,硫原子所在的chain A,因此选中的是所有属于chain A的原子。mol 模式:我们点击的是硫原子,pymol 中是通过共价键来区分是否属于一个分子,4hbk 蛋白中间缺失了部分残基,整个蛋白分成了2部分。这里选择的是硫原子所在的那一部分。5. 保存或者导出结果PyMOL 和 PhotoShop 有点类似,PyMOL中的Object 类似于 PhotoShop中的图层。

PyMOL 可以将会话保存为pse文件,File->Save Session;pse 文件类似于PS中的psd文件,方便修改调整。

PyMOL 可以将object 导出为结构文件,File->export molecule,然后从selection的下拉框中选择需要导出的object, all 代表所有的object; enable 代表的可见的object;

保存图片,File->export image as->png; 在新版本的,可以使用右上角的Ray/Trace按钮,设置图片大小 分辨率,进行保存图片。

4. 保存动画,File->export movie as->mpeg; PyMOL仅仅内置了 mpeg_encode 编码视频方式,默认只能保存mpg格式的动画。可自行下载ffmpeg,从而可以保存为多种格式,如gif,mov,mpg等设置pse的版本号,建议版本为0.99, 这样PyMOL 和 PyMOL2都可以打开pse 文件

删除蛋白的一条链,然后保存为pdb

step1. 切换到chain模式

step2. 点击需要需要删除的Chain就可以选中chain

step3. 对新产生的sele object进行删除。

移动object在列表中的顺序鼠标右击待移动的object,按住鼠标不放,移动鼠标,调整object在列表中顺序。



【本文地址】


今日新闻


推荐新闻


CopyRight 2018-2019 办公设备维修网 版权所有 豫ICP备15022753号-3