pymol使用笔记.doc

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做了几年的蛋白质结构，结构解析只懂一点皮毛，现在基本改行了。

前年为了发文章，自学了pymol，也能做一些图。

结构解析自学比较困难，网上资料很少，尤其是中文的软件应用技巧，本文是学习过程中的一些笔记，主要是pymol的，有些部分是从网上搜的网友心得，发到百度文库，供大家参考，希望高手指正，同时表达对热心网友的感谢。

Pymol的笔记 3

软件安装与初始设置 3

Pml格式的右键菜单 3

软件使用难题与Bug 3

单字母标记氨基酸残基Windows用户 3

基本知识 4

景深 4

全屏 4

通用命令 5

例一 5

结构显示细调 5

选择 6

选择原子 6

选择侧链 6

选择骨架上的原子 6

选择钙离子 6

选择范围内原子 6

从选择的原子扩展到残基 6

color 7

彩虹色（反彩虹色用：

rainbow_rev） 7

颜色举例 7

label 7

label字体 7

设定label距离 7

label举例 7

label氨基酸残基 7

氢键 8

氢键概念 8

目前使用的氢键做法：

8

各种方法氢键数量比较 8

氢键做法汇总 8

结构叠加比对 9

Align命令用法 9

Wiki中的"align"命令 9

静电势APBS（目前没有大问题） 10

各种静电势方法总结 10

安装 10

精简的步骤 10

分链作图 11

动画 11

Pymol出动画图方法 11

手工抽图方法 11

每帧都被光线追踪 11

友立GIF动画使用 11

Pymol教程与实例 12

合用的教程分类 12

使用Pymol进行蛋白质分子结构的比较 12

label驴子笔记 12

显示氢键（活性中心） 14

用来寻找配体口袋的残基的一个pymol命令 15

其他结构描述方法 15

Contacttable 15

基本知识 15

用CCP4NCONT 16

用CCP4CONTACT/ACT 16

Interface 16

用PISA做结合分析 16

计算BSA的软件讨论 16

Ligplot 17

静电势DelPhi（有问题） 17

DelPhiv.5.1使用方法 17

Pymol打开DelPhi电势文件 18

Grasp2打开DelPhi电势文件 18

修结构方法搜集 19

修结构刚开始据说是要先修主链 19

修结构的时候发现侧链越大的氨基酸残基越容易在密度中找到正确的位置. 19

修结构重在整体形象。

19

修结构新番总结 20

过度修正 20

认清身边有毒的朋友 21

高考阅卷得到的收获 23

附录 23

基本知识 23

RMSD（RootMeanSquaredDeviation） 23

氨基酸分组方法和代表性颜色 23

Pymolpml文件实例 24

C10IQsort 24

图像处理 26

批量裁剪 26

4个大小相同的图片排成一个 26

未整理 26

某人总结的结构解析方法：

26

结构修正时遇到的问题和用到的小tips：

27

分子置换的步骤 28

COOT中添加小分子的方法 28

如何画出氢键 28

Pymol的笔记

软件安装与初始设置

安装python先，在windows7里msi右键中没有“以管理员权限运行”的选项，写一个批处理（.bat文件）来运行msi进行安装，bat文件有这个选项。

.bat文件内容如下：

（D:

\Temp\，是msi文件的目录，pyt.msi是msi文件名，pyt是为了方便，pymol安装用的msi文件名的简写）

msiexec/iD:

\Temp\pyt.msi

新版的pymol安装在python27目录下，pymolrc文件需要拷贝到"C:

\Users\YOU"，启动文件为PyMOL目录下的pymol.exe。

如果不能加载pymolrc，可以运行PyMOL目录下的pymol.cmd，再不行就试运行一次C:

\Python27\Scripts\pymol.cmd。

Pml格式的右键菜单

后缀名为pml的文件，打开方式可以用普通方法设定。

windows7下右键菜单添加“编辑”，并将“编辑”关联为记事本的方法如下：

在注册表编辑器里，HKEY_CLASSES_ROOT>pml_auto_file-shell下建立新项：

edit，再建立新项：

command，值为：

"C:

\Windows\System32\NOTEPAD.EXE""%1"

软件使用难题与Bug

2013年12月31日在联想E49，Win7下安装1.61beta版，bg_colorwhite设定背景色后，label就不显示了。

单字母标记氨基酸残基Windows用户

windows下不能建立.pymolrc文件，认可的文件名是：

'pymolrc','pymolrc.py'or'pymolrc.pym'

从本博文下载附件（pymolrc）后拷贝到安装目录即可,无需后缀名。

1.6版的PyMOL目录下还有一个.pymolrc_example文件，也包括单字母氨基酸的命令。

pymolrc文件里起作用的是这一段

#start$HOME/.pymolrcmodification

single={'VAL':

'V','ILE':

'I','LEU':

'L','GLU':

'E','GLN':

'Q',\

'ASP':

'D','ASN':

'N','HIS':

'H','TRP':

'W','PHE':

'F','TYR':

'Y',\

'ARG':

'R','LYS':

'K','SER':

'S','THR':

'T','MET':

'M','ALA':

'A',\

'GLY':

'G','PRO':

'P','CYS':

'C'}

#endmodification

使用时用single[resn]代替resn即可，例如

1.标记第77号残基，标出残基号和残基名：

PyMOL>labelresi77andnameca,（"%s/%s"）%（resn,resi）##（"%s/%s"）:

设定显示格式。

三字母格式

PyMOL>labelresi77andnameca,（"%s/%s"）%（single[resn],resi）##（"%s/%s"）:

设定显示格式。

单字母格式

基本知识

1.几乎所有修饰都可以在菜单setting下面的setall里更改

2.文件操作

load****.pdb

3.氢原子，水

氢原子：

removehydro

加氢：

h_add

水：

4.对象和选择的on/off

5.选择、抽出还是新建对象？

'pngF:

/BioData/IQCGStructures/Orientation/test.png

'saveF:

/BioData/IQCGStructures/Orientation/test.pse,format=pse

log_opentest.pml

log_close

hidelabels

util.cbc

util.cbakutil.cbacutil.colorsutil.cbabutil.cbaw

util.cbaputil.cbcutil.mrockutil.cbasutil.chainbow

util.cbaoutil.cbagutil.rainbowc

util.cbamutil.cbayutil.mrollutil.ss

景深

全屏

cmd.full_screen（'on'）

通用命令

例一

loadC10.pdb

setdepth_cue,off

bg_colorwhite

setcartoon_fancy_helices,1

setray_shadows,off

setstick_radius,0.2

hideeverything,all

'removeresnhoh

'remove（hydro）

结构显示细调

雾气调节：

滚动鼠标中键

背景色：

菜单命令或者：

bg_colorwhite

球的大小：

setsphere_scale1

label的字体大小调节：

菜单上有

螺旋和sheets的反面与正面颜色不同

sethighlightcartoon

将会使beta条带和loop沿骨架的正确路径延伸并给出更精确的结构描述

setcartoon_flat_sheets,0

setcartoon_smooth_loops,0

有管状边的Ribbon螺旋

setcartoon_fancy_helices,1#开启fancyhelices

beta-sheet厚度和宽度

setcartoon_rect_width,0.2

setcartoon_rect_length,1.4

Stick粗度

setstick_radius,0.2

Ray无阴影

setray_shadows,off

Spheres的大小

setsphere_scale,0.5

选择

选择原子

selectcc,bbornameo

宏：

（斜杠开头从头读取，非斜杠开头从尾读取）

coloryellow,/pept/lig/a/10/ca

coloryellow,a/10/ca

showcartoon,a//

选择侧链

selectactive,（resi538+542andnot（namen,c,o））

selectSideChain,HbsResiCaMandnot（namen,c,o,ca）

选择骨架上的原子

selecteiqbone,eiqandnamen+c+ca

选择钙离子

selectcalciums,CA/

选择范围内原子

1、Howtoonlyshowstructurethatisseveralangstromfromtheligand?

showstick,xxxx&HETATMaround4

（xxxxisyourpdbname,4=4angstrom）

HETATM指从ProteinDataBankHETATMrecords中载入的所有原子

2、选择a链中在B链4.5A范围内的所有原子（为什么要抽出？

）

extractcha,chaina

extractchb,chainb

selectnear,chawithin4.5ofchb

从选择的原子扩展到残基

createpocket,byres4dxdwithin5ofresn9pc

（这条命令的目的就是以残基9pc为中心，在4dxd这个蛋白质里找出跟9pc距离在5A的氨基酸，生成一个pocket，9pc这个残基是4dxd这个蛋白质晶体中的一个配体）

color

彩虹色（反彩虹色用：

rainbow_rev）

spectrumcount,rainbow,ccam,byres=1

颜色举例

colormarine,ecamn

colordeepblue,ecamc

colorpalegreen,ccamn

colorforest,ccamc

colorred,eiq

colorwarmpink,ciq

label

label字体

setlabel_font_id,4

setlabel_size,-0.5

负值表示以埃为单位，当缩放label对象时，label与label对象的相对大小不会变化。

setlabel_size,4

setlabel_outline_color,black

只有label的字体5-12（unicode）文字轮廓颜色才能有效

设定label距离

setlabel_position,（3,2,1）

label举例

label氨基酸残基

"%s-%s"%（resn,resi）

label（542/oe1）,"%s"%（"E542"）

label（538/ne）,"%s"%（"R538"）

1、为选择“IQMainHybro”的α碳原子标记上氨基酸名称及序号。

labelIQMainHybroandnameca,"%s-%s"%（resn,resi）

2、单字母label氨基酸残基

label***andnameca,"%s%s"%（single[resn],resi）

氢键

氢键概念

氢键存在虽然很普遍，对它的研究也在逐步深入，但是人们对氢键的定义至今仍有两种不同的理解。

　　第一种把X－H…Y整个结构叫氢键，因此氢键的键长就是指X与Y之间的距离，例如F－H…F的键长为255pm。

　　第二种把H…Y叫做氢键，这样H…F之间的距离163pm才算是氢键的键长。

当然，我们一般都是用的第一种。

看lz所述，pymol也应该是用的第一种。

这里先说明一下共价键，键长小于1.8A我们一般认为是共价键，那么，在ideal中，就是说<1.8A的是共价键，而1.8-3.6是氢键。

（满足键角等参数的情况下），而在minimallyacceptable中，认为1.8-3.2是氢键的范围（这样氢键范围就短了）。

有一点可以肯定，键长越短肯定越强。

另外，现在对于氢键键长还真没有定论，因为很多软件都自己定义键长和键角的。

但是我在一些论坛上看过，说是DS的键长和键角定义的比较好，键长好像是3.5吧，键角忘了。

反正有好多的软件分析出来的氢键数目都不一样的，就看自己定义了。

目前使用的氢键做法：

用pymol来做，pdb没有氢的需要加氢，选肽段，find-polarcontacts-toothersexcludingsolvent，all-showlines，手工选取形成氢键的残基，显示为sticks，关闭lines，标记byresidue，记录残基号。

在pml文件里输入残基号，用命令显示选择内的氢键。

The"polarcontacts"mentionedaboveareprobablybetteratfindinghydrogenbondsthanthesescripts."Polarcontacts"checkgeometryaswellasdistance.

各种方法氢键数量比较

ligplot和pisa差异

ligplot多404-120，少410-41

pymol最多

氢键做法汇总

Name法

distname,sele1,sele2,mode=2

在pep内形成的氢键

cmd.dist（"pep_polar_conts","pep","pep",quiet=1,mode=2,label=0,reset=1）;cmd.enable（"pep_polar_conts"）

在HbResi内形成的氢键

cmd.dist（"HbResi_polar_conts","HbResi","HbResi",quiet=1,mode=2,label=0,reset=1）;cmd.enable（"HbResi_polar_conts"）

pep与其他非溶剂形成的氢键

cmd.dist（"pep_polar_conts","（pep）andnotsolvent","（byobj（pep））and（not（pep））and（notsolvent）",quiet=1,mode=2,label=0,reset=1）;cmd.enable（"pep_polar_conts"）

pep与其他所有原子形成的氢键

cmd.dist（"pep_polar_conts","（pep）","（byobj（pep））and（not（pep））",quiet=1,mode=2,label=0,reset=1）;cmd.enable（"pep_polar_conts"）

结构叠加比对

Align命令用法

Pymolcansuperposetwostructures;typethefollowingatthepymolcommandline:

alignmol1,mol2

先打开Ca复合物，然后选B，重命名为cb，再打开EDTA复合物，选择b链，在cb里选aligntoselection-sele。

如果用A来AligntoB，A会跳到B的位置与B叠加。

Wiki中的"align"命令

Withtwostructures（hereafterreferredtoasstructure1andstructure2）loadedintoPyMOLitisasimplemattertotypethecommand:

alignstructure2,structure1

andPyMOLwillfirstdoasequencealignmentandthentrytoalignthestructurestominimizetheRMSD（RootMeanSquareDeviation:

seefootnote1）betweenthealignedresidues.Thisoftenworksverywellforhomologousstructures,butifyouhavetogettheRMSDforthebackboneatomsofaparticularsetofnon-homologousresidues,thiscanbedifficult.Youmayneedtospecifytheparticularresiduestomatch.Forexample,youmayknowthatonlypartofstructure1shouldmatchtopartofstructure2.Inthiscase,youmaywishtouseacommandlike:

alignstructure2andresi1-100,structure1andresi300-400

orinshortform:

alignstructure2&i.1-100,structure1&i.300-400

Furthermore,youmaywishtorestrictthealignmenttojustthebackboneatoms,soyoucansay:

alignstructure2andresi1-100andnamen+ca+c+o,structure1andresi300-400andnamen+ca+c+o

orinshortform:

alignstructure2&i.1-100&n.n+ca+c+o,structure1&i.300-400&n.n+ca+c+o

Whenthealigncommandruns,itwillprintoutsomeinformationlike:

PyMOL>alignstructure1&n.ca,structure2&n.ca

Match:

readscoringmatrix.

Match:

assigning349x66pairwisescores.

MatchAlign:

aligningresidues（349vs66）...

ExecutiveAlign:

47atomsaligned.

Executive:

RMS=12.490（47to47atoms）

静电势APBS（目前没有大问题）

各种静电势方法总结

DelPhi+Pymol做出来的图和APBS+Pymol的有区别，IQCG的IQ用两种方法做出来的图，APBS法做的和单用Pymol的都有尾部红色区（后者白色部分较多），而DelPhi+Pymol的没有尾部红色区。

2KXW做的CaMN-lobe和2011年的文献上的也不一样，文献上没有写作法，看样子使用Pymol直接做的，我用APBS做的差别不算太大，没有文献上的白，Delphi做的蓝色的太多，白色的被蓝色浸润很多，红色的太少。

2012年文献用APBS做差异不大。

安装

APBS1.4.0setup.exe，pdb2pqr-1.8.tar.gz，都是从自由软件网上下载的

APBS1.4.0setup.exe安装使用过，apbsplugin.py是Pymol的插件，可在pymol内安装。

详细的例子网上有：

http:

//www.poissonboltzmann.org/apbs/examples/visualization/apbs-electrostatics-in-pymol

中文版的在软件目录里有。

精简的步骤

步骤一：

网上生成pqr，设置全用默认

http:

//nbcr-222.ucsd.edu/pdb2pqr_1.8/

步骤二：

用APBS插件，只需要

1、在APBSTools窗口“Main”标签下，选择UseanotherPQR，然后搜索所需PQR文件（通过ChooseExternallyGeneratedPQR:

按钮）或直接输入PQR文件的路径。

2、APBS.exe路径要按照安装的路径设：

例如C:

\APBS\APBS.exe。

其余留空，插件自己会处理。

3、单击Setgrid来进行空间格点设置。

4、run。

5、Visualization

（1）-MolecularSurface，先调整正电和负电“等势”场至所需值（钙调素可选6左右），复选（colorbypotentialonSo.Acc.Sur.）,点“show”。

分链作图

用pymol保存分子，然后分别算pqr。

动画

Pymol出动画图方法

Pymol每秒30帧，可以支持120帧，最多4秒动画。

让分子横向转360度/4S：

movie-program-cameraloop-YRoll-4s另存为png。

超过120张图，可以手工抽选图。

手工抽图方法

删除奇数文件的方法，可以先用拖把更名器，以增量为5批量重命名文件，再用xplorer2，查找5.png，然后删除（菜单里的删除，同时按住shift可以彻底删除）。

每帧都被光线追踪

应打开帧的光线追踪，关闭并清除缓存：

setray_trace_frames=1

setcache_frames=0

mclear

预览动画时不要开ray，否则很慢，如已经开了，可关闭：

setray_trace_frames