pymol使用教程.docx
《pymol使用教程.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《pymol使用教程.docx（36页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
pymol使用教程
简介&安装
Pymol是一个开放源码，由使用者赞助的分子三维结构显示软件，由WarrenLyfordDeLano编写，并且由DeLanoScientificLLC负责商业发行。
Pymol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。
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。
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。
由于实验需要，本人正在学习该软件，在这里把学习过程记录下来，希望对有需要的朋友有所帮助。
今天先来说说安装吧。
自2006年8月1日起，DeLanoScientific对事先编译好的PyMOL执行程序（包括beta版）采取限定下载的措施。
目前，只有付费用户可以取得。
不过源代码目前还是可以免费下载，供使用者编译。
如果你和我一样，不想为此花钱的话：
1.如果你是Windows用户，首先下载Pymol的源代码。
然后安装CygWin，并且确保正确安装以下模块：
▪C++（gccorg++packagename）
▪Python
▪OpenGL
▪PNG
然后在源代码目录里面依次运行：
2.如果你是Linux用户，首先确保以下东东已安装：
▪Python
▪Pmw
▪OpenGLdriver（我用的是NVdia）
▪libpng
▪Subversionclient（下载源代码需要）
然后下载Pymol的源代码
$mkdirpymol-src
$svncopymol-src
然后进入源代码目录
#cdpymol-src
开始依次编译
#pythonsetup.pyinstall
#pythonsetup2.pyinstall
拷贝执行脚本到某个$PATH，安装就搞定了
#cp./pymol/usr/bin
如果运行时得到错误信息"ImportError:
NomodulenamedPmw"，那么你应该运行
#pythonsetup2.pyinstallpmw
如果你在使用Gentoo，请确保编译python时添加了tcl/tk支持，否则运行是会提示错误"ImportError:
Nomodulenamed_tkinter"
#USE="tcltk"emergepython
好了，下面我们就可以进入Pymol的世界了。
基本的鼠标操作
里主要介绍一下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。
当你打开Pymol后，你将会看到如下图所示的界面：
该界面分为2窗口，上面的外部GUI窗口（ExternalGUI）和下面的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和右边的一些常用命令按钮。
请注意，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以和Ctrl＋V”来完成，这也是这个所谓的外部GUI的最重要的优点。
加载文件，有二种方法：
1.在ExternalGUI中选择File－Open
2.使用命令行：
load<>
例如我们现在从上下载了一个离子通道蛋白的pdb文件（PENTAMERICLIGANDGATEDIONCHANNELFROMERWINIACHRYSANTHEMI），名字为2vl0.pdb，然后用pymol打开它：
load2vl0
该蛋白质的结构就被显示出来啦，如下图：
基本的图像操作:
是不是觉得上面的那个三维结构图看起来乱七八糟的阿，那是因为蛋白质分子都是由成千上万个原子组成的，而Pymol打开pdb文件时是默认把所有的原子都显示在那个小小的Viewer窗口里面的，当然看起来就很乱了。
这时候就需要我们对这个图像进行一些操作，来得到漂亮的清晰的蛋白质三维结构图。
先说说鼠标吧。
∙任意旋转图像：
对准图像的任意处点住鼠标左键然后移动鼠标。
∙放大/缩小图像：
对准图像的任意处点住鼠标右键然后移动鼠标：
向上是缩小，向下则是放大。
∙移动图像：
对准图像的任意处点住鼠标中键或者滚轮，然后移动鼠标。
∙设定图像旋转中心：
Ctrl＋Shift＋鼠标中键或滚轮。
∙移动剪切平面：
Shift＋鼠标右键。
鼠标上下移动：
调整前剪切平面（离你近的）；鼠标左右移动：
调整后剪切平面（离你远的）。
最后一项“移动剪切平面”有点不容易理解，需要多试几次。
配合下面的示意图你会发现Pymol的这项设定其实很方便。
今天没时间了，明天还要出远门，就学到这里吧，用下面这个图作为结束，其实就是用cartoon的形式显示了上面的那个蛋白质，不过还比较难看。
。
。
Byweilu
PyMOL用法（教程二）
基础Pymol命令
这里主要介绍一下Pymol的一些基本命令操作。
就像Linux一样，要想更好的操作Pymol，掌握一些常用的命令是必不可少的。
Pymol是区分大小写的，不过目前为止Pymol还是只用小写，所以记住，所有的命令都是使用小写字母的。
当你开始用Pymol来完成一个项目时，你也许想会让Pymol自动保存你所有输入过的命令，以方便日后你再次读取并修改。
这个可以通过创建一个log文件来达到，该文件的后缀名应为.pml，记住，Pymol像Linux一样支持Tab键命令补全：
Pymol>log_openlog-
如果你想终止记录，只需要键入：
Pymol>log_close
好了，现在载入pdb文件（继续前用的pdb文件）：
Pymol>load2vlo.pdb
现在Pymol就创建了一个叫2vlo的对象，你可以在内部GUI窗口里面看见这个项目的名字。
但是你也可以自己定义该项目的名字（如test）：
Pymol>load2vlo.pdb,test
下面说说如何来操作你新建的对象。
首先：
Pymol>showrepresentation
Pymol>hiderepresentation
其中representation可以为：
cartoon,ribbon,dots,spheres,surface和mesh。
使用这2个命令可以让Pymol以不同的方式显示蛋白质结构。
例如当我们键入：
Pymol>hidelines
Pymol>showribbon
我们将得到如下结果：
也许你已经注意到结构中有2个一模一样的蛋白质分子，只是方向不同而已，那么如何让Pymol只显示当中的一个分子呢？
首先输入如下命令：
Pymol>labelall,chains
这个命令的作用是让Pymol给蛋白质结构中的“链”编号，你会发现，第一个分子由“链”A－E组成，第二个则由F－J组成。
好了，如果我们想把一个蛋白质分子去掉，那么只要把“链”A－E或者F－J去掉即可：
Pymol>hideribbon,chainf+g+h+i+j
上面的东东还可以这样完成：
Pymol>selecttest,chainf+g+h+i+j
Pymol>hideribbon,test
上面的第一句命令的作用是选择“链”F－J，并命名为test，然后在第二句命令中隐藏它。
这样做的好处是，一旦你选择并命名了某个目标，你可以在后面随时对它进行各种操作。
并且你在右边的控制面板里面也可以看到你选定的目标，并可以对其进行操作。
比如你可以：
Pymol>hideeverything,test
Pymol>showcartoon,test
这样你会得到：
说到这里就提到了Pymol的一个比较重要的东东，就是选择并命名目标，它的基本语法就是：
Pymol>selectselection-name,selection-expression
其中名字可以由字母[A/a－Z/z]，数字[0－9]已经下划线[_]组成，但是要避免使用：
!
@#$%^&*（）'"[]{}\|~`<>?
/
如果你要删除你选定的目标或者整个对象，你可以：
Pymol>deleteselection-name
Pymol>deleteobject-name
下面讲讲如何给对象以和目标改变颜色。
预定义的颜色名字可以在外部GUI窗口的Settings－Colors中找到：
Pymol>colorcolor-name
Pymol>colorcolor-name,selection-expression
比如我们可以：
Pymol>colorred,ssh
Pymol>coloryellow,sss
Pymol>colorgreen,ssl+""
其中“ss”代表secondarystructure，“h”代表Helix，“s”代表Betasheet，l+""代表Loop和所以其他结构。
这3句的作用分别是把所有的Helix变成红色；把所有的Betasheet变成黄色；把所有的Loop以和其他部分变成绿色，于是我们得到：
Pymol可以同时打开多个pdb文件：
Pymol>loadobject-name-1.pdb
Pymol>loadobject-name-2.pdb
如果你想暂时关闭/打开某个对象，可以这样：
Pymol>disableobject-name-1
Pymol>enableobject-name-1
你也可以用disable命令去除最后一个选择的目标上出现的粉红色的小点，但是该命令并不会使你选定的目标不可见。
Pymol>disableselection-name
使用鼠标通常是改变图像视角的最方便的办法，不过命令如zoom，orient等等有时候使用起来也是很有用的，它们提供了另一种改变图像视角的办法。
放大选定目标：
Pymol>zoomselection-name
定向选定目标，可以使选定目标最大的尺寸水平显示，次大的尺寸竖直显示：
：
Pymol>orientselection-name
你也可以用view命令保存你目前的视角，注意，该命令只保存视角，并不保存你的对象显示方式：
Pymol>viewkey,action
其中“key”是你随便给当前视角定的名字，“action”可以为：
store或者recall。
如果不加任何“action”，则默认为recall：
Pymol>viewv1,store
Pymol>viewv1,recall
Pymol>viewv1
说了这么多，最后说说如何保存文件吧。
Pymol有3个层面的保存方式，下面来分别说说。
1.使用log_open命令把你所有使用过的命令记录为一个文本文档：
Pymol>log_openscript-
这样以后当你再次调用该文档时，Pymol将执行上面的所有命令：
Pymol>@script-
不过注意，如果你想记录当前视角，则必须使用get_view命令。
你可以选择外部GUI窗口中的File－Append/Resume/CloseLog来分别暂停记录/恢复记录/停止记录该文档。
你可以随时编辑该文档。
在linux下，该文档的默认保存目录为当前用户的home目录。
2.如果你想下次打开Pymol时直接回到当前所在的状态，那么你可以选择外部GUI窗口里面的File－SaveSession，创建一个会话文件（.pse）。
该会话文件和上面提到的文档文件的区别在于，首先文档文件可以编辑，但会话文件不可以；记录文档文件前必须先运行log_open命令，而会话文件可以随时创建；最后文档文件以文档形式运行（@），而打开会话文件则必须选择外部GUI窗口中的File－Open。
什么时候需要创建会话文件呢？
比如当你在某时有多个选择时，你可以保存当前状态，然后一一尝试这些选择，不满意时只需要重新打开该会话文件即可。
也就是说创建会话文件起到了“undo”的作用，这正是Pymol所缺少的。
希望开发者能赶快加入该功能，那么这个会话文件好像就没什么大用了，呵呵。
3.如果你觉得当前显示窗口里面显示的结构图像已经满足你的要求了，你可以把它保存为图片。
在这之前你可以使用ray命令来优化你的图像，它可以使你的图像具有三维的反射和阴影特效：
Pymol>ray
Pymol>pngyour_path/image_name
最后就用该命令导出的图片结束这次笔记吧。
Pymol命令的语法与目标选择的表达
上次介绍一些Pymol的基本命令。
现在来具体说说Pymol命令的语法，还有在选择操作目标应该如果表达。
个人觉得这部分内容对学习Pymol来说是至关重要的。
从上次讲的一些例子中不难看出，Pymol的命令都是由关键词（keyword）加上一些变量（argument）组成，格式如下：
Pymol>keywordargument
其中关键词（keyword）当然是必须的，而变量则不是必须的，比如退出命令quit就不需要附加变量：
Pymol>quit
当然更多的命令通常是需要加变量的，比如放大命令zoom，但是你会发现即使你不加任何变量该命令也可以被执行，这是因为Pymol的许多命令有一个默认变量，下面两个命令的作用是一样的，其中的目标选择all就是zoom的默认变量：
Pymol>zoom
Pymol>zoomall
还有些命令可以带多个参数，比如加色命令color，它的用法如下：
Pymol>colorcolor-name
Pymol>colorcolor-name,selection-expression
第一个color虽然只带一个变量"color-name"，但其实它包含了第二个默认变量all，所以它的作用是把整个结构变成"color-name"的颜色。
第二个color带两个变量，和第一个的区别就是把默认的目标选择变量all变成了"selection-expression"，也就是说只有被这个变量选中的部分才会被变成"color-name"定义的颜色。
要注意的是，如果一个命令带多个变量，则这些变量之间必须用逗号","隔开。
通过这个例子，大家可以发现，有些变量本身是很简单的，比如"color-name"，就是一个颜色名字而已，没什么复杂的。
另一些则不一样，比如"selection-expression"，它可以很简单，也可以非常的复杂。
这个东东，我称之为选择表达，对Pymol命令的使用非常重要，所以下面要详细的讲一下。
选择表达（selection-expression）表示的实际就是一些被选中的部分，它们可以是一些个原子，一些个Helix，一些个Betasheet，或者它们的混合物。
你可以给你的选择表达起个名字，以便可以多次使用它们。
名字可以由大小写字母，数字以和下划线[_]组成，但是因避免使用下列符号：
!
@#$%^&*（）'"[]{}\|~`<>?
/
选择表达由所谓的"selector"加上"identifier"组成，其中"selector"定义了某类属性，而"identifier"则在该类属性下需要被选择的部分。
如下例：
Pymol>selecttest,namec+o+n+ca
其中"name"就是一个selector，它表示在pdb文件中描述的原子的名字；"c+o+n+ca"则是对应的"indentifier"，它表示我们要选择pdb文件中名字叫"ca+cb"的原子（ca代表alpha carbon，cb代表beta carbon）。
整个语句的作用就是选择上诉的原子并命名为"test"，这样我们可以在后面继续使用它。
下表列出了大多数的selector：
Selector
简写
Identifier和例子
symbol
e.
chemical-symbol-list
周期表中的元素符号
Pymol>selectpolar,symbolo+n
name
n.
atom-name-list
pdb文件中的原子名字
Pymol>selectcarbons,nameca+cb+cg+cd
resn
r.
residue-name-list
氨基酸的名字
Pymol>selectaas,resnasp+glu+asn+gln
resi
i.
residue-identifier-list
pdb文件中基团的编号
Pymol>selectmults10,resi1+10+100
residue-identifier-range
Pymol>selectnterm,resi1-10
alt
alt
alternate-conformation-identifier-list
一些单字母的列表，选择具有2种构型的氨基酸
Pymol>selectaltconf,alta+b
chain
c.
chain-identifier-list
一些单字母或数字的列表
Pymol>selectfirstch,chaina
segi
s.
segment-identifier-list
一些字母（最多４位）的列表
Pymol>selectligand,segilig
flag
f.
flag-nummer
一个整数（０－３１）
Pymol>selectf1,flag0
numeric_type
nt.
type-nummer
一个整数
Pymol>selecttype1,nt.5
text_type
tt.
type-string
一些字母（最多４位）的列表
Pymol>selectsubset,tt.HA+HC
id
id
external-index-number
一个整数
Pymol>selectidno,id23
index
idx.
internal-index-number
一个整数
Pymol>selectintid,index23
ss
ss
secondary-structure-type
代表该类结构的单字母
Pymol>selectallstrs,ssh+s+l+""
下表是另一些Selector，有关比较的：
Selector
简写
Identifier和例子
b
b
comparison-operatorb-factor-value
一个实数，用来比较b-factor
Pymol>selectfuzzy,b>12
q
q
comparison-operatoroccupancy-value
一个实数，用来比较occupancy
Pymol>selectlowcharges,q>0.5
formal_charge
fc.
comparison-operatorformalcharge-value
一个整数，用来比较formalcharge
Pymol>selectdoubles,fc.=-1
partial_charge
pc.
comparison-operatorpartialcharge-value
一个实数，用来比较partialcharge
Pymol>selecthicharges,pc.>-1
另外有一些Selector是不需要Identifier的，它们被列在下表中：
Selector
简写
描述
all
*
所有当前被Pymol加载的原子
none
none
什么也不选
hydro
h.
所有当前被Pymol加载的氢原子
hetatm
het
所有从蛋白质数据库HETATM记录中加载的原子
visible
v.
所有在被“可见”的显示的对象中的原子
present
pr.
所有的具有定义坐标的原子
在Identifier中用到的原子以和氨基酸的命名规则可以在下面的网址中找到：
在选择表达中，selector还可以配合逻辑操作子（logicaloperator）使用，这样我们可以表达更加复杂的选择。
这些操作子被列于下表中：
Operator
简写
效果与例子
nots1
!
s1
选择原子但不包括s1中的
Pymol>selectsidechains,!
bb
s1ands2
s1&s2
选择既在s1又在s2中的原子
Pymol>selectfar_bb,bb&farfrm_ten
s1ors2
s1|s2
选择s1或者s2中的原子（也就是包含全部的s1和s2原子）
Pymol>selectall_prot,bb|sidechain
s1ins2
s1ins2
选择s1中的那些原子，其identifiers（name,resi,resn,chain,segi） 全部符合s2中对应的原子
Pymol>selectsame_atom,peptinprot
s1likes2
s1l.s2
选择s1中的那些原子，其identifiers（name,resi）符合s2中对应的原子
Pymol>selectsimilar_atom,peptlikeprot
s1gapX
s1gapX
选择那些原子，其vanderWaals半径至少和s1的vanderWaals半径相差X
Pymol>selectfarfrm_ten,resi10gap5
s1aroundX
s1a.X
选择以s1中任何原子为中心，X为半径，所包括的所有原子
Pymol>selectnear_ten,resi10around5
s1expandX
s1e.X
选择以s1中任何原子为中心，X为半径，然后把s1扩展至该新的范围所包含的所有原子
Pymol>selectnear_ten_x,near10expand3
s1withinXofs2
s1w.Xofs2
选择以s2为中心，X为半径，并包含在s1中的原子
Pymol>selectbbnearten,bbw.4ofresi10
byress1
br.s1
把选择扩展到全部residue
Pymol>selectcomplete_res,br.bbnear10
byobjects1
bo.s1
把选择扩展到全部object
Pymol>selectnear_obj,bo.near_res
neighbors1
nbr.s1
升级会员 