蛋白分析pymol軟件以及相關(guān)

分子圖形軟件Pymol1. Pymol是一個(gè)跨平臺(tái)的分子圖形軟件。2.Pymol名字的來(lái)源：”P(pán)y”表示基于Python編程語(yǔ)言，”mol”是英文分子

molecule的縮寫(xiě)。3.可用來(lái)制作高品質(zhì)的分子三維結(jié)構(gòu)，

在所有正式發(fā)表的科學(xué)論文的蛋白質(zhì)

構(gòu)象中，約有1/4是使用Pymol制作的。一、Pymol簡(jiǎn)介下載Python(2.7以上)安裝包，以及Pymol的安裝程序。二、Pymol安裝1、安裝python2.7。二、Pymol安裝設(shè)置你本地想要安裝的路徑，然后按照提示一直安裝完成。二、Pymol安裝2、安裝Pymol注意：python的安裝路徑是否與你指定的路徑一致。2、打開(kāi)Pymol的安裝路徑，并設(shè)置桌面

快捷方式。二、Pymol安裝二、Pymol安裝打開(kāi)開(kāi)始程序界面如下圖所示：三、基礎(chǔ)Pymol命令從PDB網(wǎng)站中下載蛋白結(jié)構(gòu)2biw(視黃醛類胡蘿卜素氧化酶)。三、基礎(chǔ)Pymol命令1、加載DPB文件a.在命令行中輸入pwd，查看當(dāng)前路徑。b.在命令行中輸入load2BIW.pdb。用到的命令有：a.>showrepresentionb.>hiderepresentionRepresention可以為:cartoon,ribbon,dots,spheres,surface,mesh三、基礎(chǔ)Pymol命令2、以不同方式顯示蛋白103.選擇并命名/刪除目標(biāo)

>selectselection-name,select-expression定義的selection-name避免使用特殊字符。select-expression有兩種表示方法，一種用selector+Identifier來(lái)表示，另一種用選擇宏，下面將分別介紹：a:selector+Identifier三、基礎(chǔ)Pymol命令三、基礎(chǔ)Pymol命令三、基礎(chǔ)Pymol命令b:Pymol的選擇宏使用選擇宏可以使一個(gè)原本很復(fù)雜的表達(dá)式變得很緊湊。例：Selectresi100andnamecaSelect100/ca選擇宏中利用”/”來(lái)定義Identifier,一個(gè)完整的，按順序表達(dá)的選擇宏的表達(dá)如下：/object-name/segi-identifier/chain-identifier/resi-identifier/name-identifier三、基礎(chǔ)Pymol命令選擇宏有兩種寫(xiě)法，一個(gè)是帶開(kāi)頭的斜杠，另一個(gè)是不帶開(kāi)頭的斜杠。如果不以斜杠開(kāi)頭，則認(rèn)為你的表達(dá)式的最后一項(xiàng)是選擇宏末尾的最后一項(xiàng)name-identifier.Showcartoon,100-200/ca如果以斜杠開(kāi)頭，Pymol就認(rèn)為你是從選擇宏的表達(dá)式的頂端開(kāi)始的，也就是從object-name開(kāi)始的。>showcartoon,/2BIW///100-200/ca三、基礎(chǔ)Pymol命令154、label命令

label的命令格式如下：>label[selection,[expression]]Selection為你想要加標(biāo)簽的對(duì)象,expression是標(biāo)簽的內(nèi)容，可選的有name,resn,resi,chain等.expression也可以是你自己定義的一段內(nèi)容，這時(shí)候需要把內(nèi)容加引號(hào)。例：Selectlabel1,resi100andnamecaShowsphere,label1Colorred,label1Labellabel1,“MyLabel”三、基礎(chǔ)Pymol命令5.ray命令

可用于產(chǎn)生高質(zhì)量的圖片，但時(shí)間可能會(huì)比較長(zhǎng)，有時(shí)候生成一個(gè)單獨(dú)的高質(zhì)量的圖片可能需要幾分鐘的時(shí)間。ray控制圖像的分辨率:ray1024,768保存處理好的圖像：Pngtest.png三、基礎(chǔ)Pymol命令4.1鼠標(biāo)控制分子的3D顯示鼠標(biāo)中每個(gè)鍵的具體指令：四、快捷鍵操作Pymol更改鼠標(biāo)的選擇模式4.2改變分子的顯示方式ASHLC是英文單詞Action,Show,Hide,Label和Color的縮寫(xiě)。Action用于對(duì)分子實(shí)施一些具體的操作。Show用于指定分析的顯示方式，在前面Pymol的基礎(chǔ)命令中已經(jīng)提到，(注意：這些顯示方式是疊加的)。Hide用于隱藏在show中顯示的樣式。Label用于給特定的部分添加標(biāo)簽。Color用于更改各種樣式以及結(jié)構(gòu)的顏色。四、快捷鍵操作Pymol4.3顯示配體當(dāng)我們把蛋白顯示為動(dòng)畫(huà)或者其他的表現(xiàn)形式時(shí)，蛋白中的配體，輔酶或抑制劑并沒(méi)有顯示出來(lái)。因?yàn)檫@些分子并不屬于蛋白的一部分。具體的操作方式如下：2BIW>S>organic>sticks四、快捷鍵操作Pymol4.4保存圖像利用鼠標(biāo)調(diào)節(jié)分子的位置到最適合的角度，按照下面的操作保存圖像。File>saveimageas>png為了保存高質(zhì)量的圖片可以使用快捷鍵ray來(lái)先對(duì)圖像進(jìn)行處理，然后再按照上面的步驟保存。四、快捷鍵操作Pymol4.4保存圖像使用ray和不使用ray進(jìn)行圖片保存后的結(jié)果對(duì)比：四、快捷鍵操作Pymol4.5顯示蛋白序列分子的序列信息可以顯示在圖形化界面的上方。并且還能夠更改序列的顯示方式。具體操作如下：display>sequencedisplay>sequencemode四、快捷鍵操作Pymol4.6測(cè)量?jī)蓚€(gè)原子之間的距離原子之間的距離按照PDB中的笛卡爾坐標(biāo)來(lái)測(cè)量，距離的單位為埃(?),具體的操作如下：打開(kāi)pymol中的Measurement菜單。Wizard>Measurement此時(shí)在圖形化界面的右側(cè)中間部分會(huì)出現(xiàn)Measurement的具體操作選項(xiàng)。四、快捷鍵操作Pymol4.6測(cè)量?jī)蓚€(gè)原子之間的距離b.利用鼠標(biāo)點(diǎn)擊你所需要測(cè)量的兩個(gè)原子，這時(shí)候在GUI界面的右上角會(huì)出現(xiàn)你所測(cè)量的結(jié)果，命名方式為measure+number的方式。四、快捷鍵操作Pymol4.7保存session文件session文件為一個(gè)二進(jìn)制的文件,文件中包含了所有的信息以及顯示方式和位置的信息。它能夠保存用戶當(dāng)前的操作狀態(tài)，當(dāng)下次文件再次打開(kāi)的時(shí)候，上次的操作狀態(tài)將會(huì)在GUI中展示出來(lái)。具體保存方式如下：File>SaveSessionAs文件將會(huì)以pse為后綴名進(jìn)行保存下次打開(kāi)文件時(shí)直接用File>Open便可以打開(kāi)。四、快捷鍵操作Pymol4.8靜電勢(shì)能最精確的勢(shì)能圖可以通過(guò)外部的軟件來(lái)計(jì)算(Grasp,Delphi,APBS,MEAD)并在Pymol中顯示。Pymol中提供了一個(gè)近似的蛋白表面電荷分布的的勢(shì)能圖。這種圖只能做定性的研究。具體操作如下：2BIW>A>generate>vacuum>eletrostatics>proteincontactpotential這個(gè)過(guò)程會(huì)產(chǎn)生3個(gè)文件：X_e_chg文件包含表面和顏色信息。X_e_map默認(rèn)不顯示，包含體積邊界信息。X_e_pot代表了下方的顏色值：四、快捷鍵操作Pymol4.9側(cè)鏈突變PDB文件能夠顯示特殊序列的結(jié)構(gòu)和構(gòu)象，但是，有時(shí)候我們需要對(duì)側(cè)鏈進(jìn)行突變來(lái)觀察殘基突變之后將會(huì)對(duì)蛋白結(jié)構(gòu)造成怎樣的影響。按照下面的提示對(duì)2BIW蛋白進(jìn)行操作：2BIW>A>preset>ligandSites>transparent這是配體周?chē)浇臍埢矔?huì)以sticks的方式顯示。為了便于觀察，我們需要對(duì)受體顏色進(jìn)行一些設(shè)置，如下：四、快捷鍵操作Pymol4.9側(cè)鏈突變2BIW>C>blues>slade點(diǎn)擊配體中的一個(gè)原子，然后在新出現(xiàn)的(sele)中進(jìn)行下面的設(shè)置：Sele>C>yellow在GUI圖形界面顯示殘基的序列，找到Tyr322然后點(diǎn)擊，在(sele)中進(jìn)行如下設(shè)置將要突變的殘基顯示為紅色：Sele>C>red(注意：Tyr322附近的表面也會(huì)變成紅色)按照下面的提示打開(kāi)殘基突變菜單：四、快捷鍵操作Pymol4.9側(cè)鏈突變Wizard>Mutagenesis這時(shí)在圖形界面的右側(cè)會(huì)出現(xiàn)相關(guān)突變的操作。

點(diǎn)擊NoMutation

選擇PHE，將Tyr

突變?yōu)镻HE,然后

點(diǎn)擊apply四、快捷鍵操作Pymol4.10顯示氫鍵首先加載2BIW.pdb文件。將配體文件單獨(dú)定義為一個(gè)selection,具體命令如下:Selectligand,resn3ON然后按照下面的操作顯示配體和受體之間存在的氫鍵相互作用。這步操作將會(huì)顯示配體和周?chē)乃械脑涌赡苄纬傻臍滏I。四、快捷鍵操作Pymol5.1APBS介紹APBS是計(jì)算蛋白靜電勢(shì)的一個(gè)優(yōu)秀的程序，配合pymol顯示蛋白的靜電表面，有助于輔助分析蛋白在不同pH下的穩(wěn)定性與活性，以及特定區(qū)域的電勢(shì)變化情況。APBS計(jì)算過(guò)程中需要提供原子所帶電荷和原子半徑等信息。電荷用來(lái)為泊松-波爾茲曼（PB）方程提供生物分子電荷分布，半徑則是用來(lái)構(gòu)建電介質(zhì)和離子可及度函數(shù)。電荷和半徑信息可由多種不同的文件格式提供給APBS。五、Pymol中APBS插件介紹5.1輸入文件格式準(zhǔn)備

PQR格式提供了一個(gè)添加參數(shù)信息的簡(jiǎn)單方式：將PDB格式結(jié)構(gòu)文件中的occupancy和temperature欄代替以電荷("Q")和半徑("R")信息。然而，這種格式的簡(jiǎn)單性也限制了它的可擴(kuò)展性：如果不借助使用其它軟件如PDB2PQR，向一般的格式中添加新的原子形式和參數(shù)是非常困難的。5.2PDB文件轉(zhuǎn)化成PQR格式文件（PDB2PQR）在線服務(wù)器1>選擇要轉(zhuǎn)化的PDB文件輸入四個(gè)字符的PDBID或者是上傳自己的PDB文件均可。五、Pymol中APBS插件介紹2>選擇力場(chǎng)大多數(shù)情況下，這個(gè)選擇是簡(jiǎn)單的：PARSE。該力場(chǎng)經(jīng)過(guò)了優(yōu)化適用于隱式溶劑計(jì)算，而且是蛋白質(zhì)靜電勢(shì)能和許多一般形式的能量計(jì)算可視化處理的最佳選擇。5.3Pymol中APBS插件安裝在Pymol主菜單中選擇Plugin->APBSTools2...在APBSTools界面中指定APBS可執(zhí)行文件的路徑：Locations->APBSbinarylocation五、Pymol中APBS插件介紹5.4APBS計(jì)算過(guò)程概述1.在APBSTools窗口“Main”標(biāo)簽下，選擇UseanotherPQR，然后搜索所需PQR文件(通過(guò)ChooseExternallyGeneratedPQR:按鈕)或直接輸入PQR文件的路徑。這一步是必須的，它保證了你使用的是PDB2PQR所賦予的半徑和電荷。2.在APBSTools窗口"Configuration"標(biāo)簽下，,單擊Setgrid來(lái)進(jìn)行空間格點(diǎn)設(shè)置。默認(rèn)設(shè)置對(duì)除高度荷電的分子外一般都是適用的。3.在APBSTools窗口"Configuration"標(biāo)簽下，單擊RunAPBS按鈕開(kāi)啟AP