pymol教程.docx
《pymol教程.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《pymol教程.docx（60页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
pymol教程
PyMOL用户指南
一、鼠标操作入门4（这个数字是超链接，ctrl+左键）
1.启动4
1）通过鼠标4
2）通过命令行4
2.PyMOL窗口4
1）Virewer窗口4
2）外部GUI窗口5
3.下载PDB文件5
4.操控视图6
1）基本鼠标控制6
2）虚拟滚动球旋转7
3）移动截面7
4）改变旋转中心点8
5）简单回顾9
二、命令行操作入门9
1.记录结果9
2.载入数据9
3.操控对象（Object）10
1）原子选择11
2）对象和选择的着色12
3）对象和选择的on/off12
4.改变视点13
5.保存工作13
1）脚本和日志文件13
2）图像文件14
3）会话文件14
6.命令行快捷键14
1）用TAB键完成命令15
2）用TAB键完成文件名15
3）自动推理15
7.其他命令和帮助15
注：
页面背景和页脚的图像分别是1GCL、111D的cartoon显示
三、命令句法和原子选择16
1.语法16
1）选择表达16
2）原子选择命名16
3）单字选择符
4）属性选择符18
5）选择代数20
6）宏指令21
2.从PyMOL中读取Python22
四、卡通表示23
1.背景23
1）可达性23
2）美化和精确23
2.定制化25
1）卡通类型25
2）精美螺旋28
3.二级结构归属29
五、光线追踪30
1.重要设置30
2.保存图片31
六、立体效果31
1.支持的立体模式31
2.制作立体图片31
3.相关命令31
七、动画32
1.概念32
2.重要命令32
1）Load
2）Mset
3）Mdo
4）Mmatrix
3.简单举例33
4.复杂举例33
5.预览ray-traced动画图片34
1）Cache_frames
2）mclear
6.保存动画34
八、高级鼠标控制34
1.选择原子和键34
2.“pk”原子选择的应用举例35
3.“lb”和“rb”选择35
4.构象编辑35
九、晶体应用35
1.晶体对称性35
1）Load
2）Symexp
2.电子密度图36
1）Load
2）Isomesh和isodot
一十、汇编图形对象（CGO）和Molscriptribbons37
1.简介37
2.Molscriptribbons37
1）Load
2）UsingMolscript
3.创建CGOs38
4.CGO参考38
NOTES:
✓本教程以PyMOLuser’sguide为蓝本翻译而来，并引用了其他资料。
✓本教程只介绍PyMOL在windows系统下的应用
✓本教程以edu1.1版本的PyMOL为准，大硬盘中有此软件
✓本教程是PyMOL的入门教材，故相关问题只是简单介绍而没有深入讲解
✓如果你有疑问或者想深入研究，可通过输入命令help，查看《PyMOL命令》，登陆PyMOLwiki（）或咨询他人等途径解决疑难
✓本教程极少的命令可能在你的PyMOL上运行不了，大多是版本问题
✓译者知识水平有限，可能有不当甚至谬误之处，敬请指正！
✓本教程不断更新，最新版以文件名和页眉的日期为准。
一、鼠标操作入门
1.启动
1）通过鼠标
打开开始菜单，在程序或所有程序中找到PyMOL并单击。
2）通过命令行
在Windows下，打开文件和脚本有多种命令选项。
一般地，在“运行”或“命令提示符”中输入：
c:
\programfiles\delanoscientific\PyMOL\PyMOLwin.exe
如果PyMOL没有按默认路径安装，那么就输入正确的驱动器名和路径。
2.PyMOL窗口
PyMOL一般打开两个窗口：
Viewer窗口和外部（Tcl/TK）GUI窗口。
如下图所示：
PyMOL的两个窗口
GUI是图形用户界面（GraphicalUserInterface）的缩写，由菜单、按钮、正文框和其他小工具构成。
PyMOL默认有两个GUI：
内部GUI在Viewer窗口内显示；外部GUI在它自己的窗口显示。
之所以这样的原因既烦琐又专业，但我们知道两个GUI最终会统一为一个界面。
1）Viewer窗口
PyMOL的Viewer是PyMOL系统的心脏。
这是一个开放式图形语言（OpenGL）窗口，所有的3D图形在此展示，并且用户可直接操纵这些图形。
PyMOL的Viewer窗口和内部GUI（默认）
窗口内右边的内部GUI可使用户对特定对象（object）和特定原子选择（atomselection注意：
原子选择是用户选择了的原子、残基、链、片段、对象等等，相对object而言）进行操作。
从上到下，内部GUI包括对象列表、鼠标按钮配制矩阵、结构指示器和一套VCR（动画控制）。
窗口底部还有一个命令输入区。
在Viewer窗口也能查看PyMOL的文本输出（textoutput），任何时候都可以按ESC在文本输出和图形模式间进行切换。
Viewer完全可以自己运行，它拥有PyMOL核心系统的全部功能。
如果想这样的话，完全可去除命令和内部GUI。
通过标准菜单和控制，许多任务能更简单高效的完成。
在外部GUI可以找到绝大部分的功能选项。
2）外部GUI窗口
默认的Tcl/TK外部GUI
默认状态下，外部GUI包括标准菜单栏、输出区、命令输入区和一系列按钮。
外部GUI窗口的一个好处是能够对正文进行剪切和粘贴，而在Viewer中却没有此功能。
另外，必须用Ctrl−X、Ctrl−C和Ctrl−V进行剪切、复制和粘贴操作，因为在标准编辑菜单中没有这些功能。
3.下载PDB文件
Ø通过外部GUI菜单：
默认的外部GUI在File菜单有Open选项，可由此打开选择的文件。
Ø通过命令：
语法load<>#载入本地存在的PDB文件
fetch
例如loadtest/dat/pept.pdb
fetchpept
载入pdb文件后的PyMOL
4.操控视图
在PyMOL中，鼠标是主要的控制设备，键盘的修饰按键（SHIFT,CTRL,SHFIT+CTRL）在调整按钮操作时使用。
为了有效使用PyMOL，建议选择带有三个按键的鼠标。
1）基本的鼠标控制
鼠标的滚动轮的可当做中键使用。
下表是基本的鼠标按钮和键盘结合的操作功能：
键盘
鼠标左键
中键
右键
旋转图像（虚拟滚动球rotate）
在XY上移动图像（translate平移）
在Z上移动图像（zoom变焦）
Shift
移动截面
Ctrl
Shift+Ctrl
回到旋转起始
2）虚拟滚动球旋转
虚拟滚动球
虚拟滚动球犹如在视野中有个可见的球。
当你在屏幕点击拖拽时，好像你的手指按在了球上进行相似的操作。
如果在球体外点击拖动,仅能在Z轴上做环形旋转；在球体上点击拖动就能在XY面上旋转。
3）移动截面
截面是在分子前后想象中的平面。
截面外的分子部分将会被切除，从而显示出内部。
在复杂或大分子中截面非常有用。
截面示意图（hither这边的近处的，yon那边的远处的）
PYMOL的截面控制需要鼠标和键盘结合，如下图示：
SHIFT+右键，当鼠标上下拖动时会调整前截面，左右拖动时调整后截面。
截面的控制
也可以对角线拖动改变截面的显示，如下图：
对角移动截面改变可见的“wedge”
4）改变旋转中心点
观察分子图像时，常常需要改变旋转的中心点，快捷方式是“ctrl+shift+中键”点击目标原子。
5）简单回顾
至此，应该能够完成如下任务：
Ø载入PDB。
Ø旋转、平移、缩放图像。
Ø调整前截面和后截面，以便更清楚地观察分子的切片图。
Ø改变任何感兴趣的原子为选旋转中心。
二、命令行操作入门
此部分介绍典型常用的命令，命令语法的详细内容见《PYMOL命令》。
PYMOL语言是事件敏感的（case-sensitive），但是前一个事件不能应用到当前的命令中，所以谨记一定要对下一个事件输入必要的命令。
1.记录结果
当在PYMOL上操作时，如果想记录下完成的操作步骤，可创建一个日志文件（log-file）：
语法
log_openlog-
例如
PyMOL>log_openlog1.pml
无论是输入的还是点击的命令都会记录在log-file中。
文件扩展名是“.pml”，这样可以把文件作为脚本在新会话中打开。
输入log_close命令可以停止记录，如果不输入此命令，日志文件会一直记录存盘直到关闭PYMOL。
如果仅想保存PYMOL当前的状态而不关心操作步骤，可创建一个会话文件（session-file）。
2.载入数据
从文件中载入PDB，命令如下
语法
loaddata-
例如
PyMOL>load$PyMOL_path/test/dat/pept.pdb
命令输入后，PYMOL会打开读取“pept.pdb”，创建并命名相应的对象，在Viewer中显示图像并在控制板中添加对象。
默认状态下，PYMOL会在文件读取后命名对象，当然也可以重命名对象:
语法
loaddata-——注意一定要加入pdb格式，fetch后面直接跟上object名字
例如
PyMOL>load$PyMOL_path/test/dat/pept.pdb#对象命名为“pept”
#文件扩展名不会出现在对象名中
PyMOL>load$PyMOL_path/test/dat/pept.pdb,test#对象命名为“test”
（“#”是注释标志，在命令行中，#后输入任何信息都不会被PYMOL读取）
上面载入文件的命令是典型的PYMOL语法。
load是关键词，它要求PYMOL去执行一定的功能。
data-和object-name是要load的参数，这些参数告诉PYMOL载入什么文件和命名文件。
一般而言，参数对关键词来说仅提供运行命令需要的信息。
3.操控对象（manipulatingobject）
对象的操控既可用鼠标，也可用命令。
例如，改变默认的表示形式（representation）lines到sticks，首先删除lines然后显示sticks：
语法
hiderepresentation
hiderepresentation
例如
PyMOL>hidelines#以lines显示的对象消失
PyMOL>showsticks#以sticks显示的对象出现
其他的表示形式还有cartoon,ribbons,dots,spheres,meshes和surfaces等（见“表示形式”）。
当用命令show时，新的表示形式出现，但原来的表示形式不消失，非常恼人，可用下面的命令解决这个问题：
语法
asrepresentation
例如
PyMOL>assticks#不论原来显示多少种表示形式，命令后只显示sticks一种
在显示有配体存在的对象时，有时显示不出配体，可通过下面方法解决：
例如
fetch1biw#载入对象1biw，它有一个配体
ascartoon#配体存在但却没被显示
然后通过鼠标操作，点击内部GUI的S菜单>organic>spheres，就可以看到配体了。
1）原子选择
原子选择（atomselections）可以操控分子中一部分原子或化学键。
PyMOL精于对原子或残基的选择、分组和命名。
你可以只用一次选择，也可以重命名以便再次使用。
例如你可以缩放（zoom）选择的“onthefly”：
语法
zoomselection-expressions#选择原子进行缩放
例如
PyMOL>zoomresi1-10#resi是选择符
#选择氨基酸残基
#给出PDB序列号
#“1-10”是标识符
Selection-expressions可以是单个词也可以是长复杂句。
一个Object-name也可能是selection-expression。
默认的selection-expression是all，即当前载入的所有原子。
如果命名选择，你将能够操作它任意次。
对象（object）和选择（selection）的名字可以是大小写字母（A/a到Z/z）、数字（0到9）和下划线（_），下面的字符是不可以的：
!
@#$%^&*（）'"[]{}\|~`<>.?
/
首先，命名选择：
语法
selectselection-name,selection-expression——selection-name你要命名的名字，selection-expression你要将哪些残基、原子等命名
例如
PyMOL>selectboy007,resi1-10#选择残基并命名为“boy007”
然后使用这个名称：
语法
zoomselection-name
hiderepresentation,selection-name
showrepresentation,selection-name
例如
PyMOL>zoomboy007
PyMOL>hideeverything,boy007
PyMOL>showspheres,boy007
当创建一个selection-name后，PYMOL会在控制面板显示出，以便利用面板里的控制功能（见“PYMOL命令”）。
命名的选择（named-selection）如“boy007”和PYMOL的对象（object）是有本质区别的。
当载入文件时PYMOL创建object-name用来盛放数据，而选择是指向一组数据的方式。
为了区别selection-names和object-names，在控制面板里selection-names用括号括起来。
当删除了selection-name，在object-name下的数据仍然存在，但这些数据不再以selection组织起来。
相反，当删除了object，必须重新载入数据才能再进行相关操作。
——objectname就是我们载入的蛋白质数据，select-name是用括号括起来的，是object蛋白质某些特性的残基、原子。
语法
deleteselection-name
deleteobject-name
例如
PyMOL>deleteboy007#boy007消失，object仍在
PyMOL>deletepept#“pept”里的所有原子和化学键都消失了
2）对象和选择的着色
你可以对selections和objects应用不同的颜色。
在settings/colors菜单里有预定义的color-names，也可以在控制面板里进行颜色选择。
（更多颜色命令见“设置”部分）
语法
colorcolor-name#整个object被着色
colorcolor-name,selection-expression#selection被着色
例如
PyMOL>colorwhite
PyMOL>colororange,pept
PyMOL>colorgreen,resi50+35+56
PyMOL>coloryellow,resi24-35
PyMOL>colorblue,boy007
PyMOL>colorred,ssh
PyMOL>colorred,sss
PyMOL>colorgreen,ssl+’’
最后三个例子中ss是二级结构的选择符，h表示helix，s表示betasheet，l+’‘表示loops和非特定结构。
3）对象和选择的on/off
PYMOL可同时呈现多个对象。
disable和enable命令可以消除对象的显示，但仍能够通过命令控制它的属性。
语法
enableobject-name
例如
PyMOL>load$PyMOL_path/test/dat/fc.pdb
PyMOL>load$PyMOL_path/test/dat/pept.pdb
PyMOL>disablepept#pept完全从viewer中消失
PyMOL>coloryellow,namec+o+n+ca#在fc和pept中的主链原子都被着为黄色，但是pept的原子仍然是不可见的。
PyMOL>enablepept#pept原子可见了并显示为黄色
通过disable命令可以删除命名选择时出现的粉红点（pinkdots）：
语法
disableselection-name
例如
PyMOL>selectbb,namec+o+n+ca#选中的原子在viewer中以pinkdots显示
PyMOL>disablebb#pinkdots消失，命名选择“bb”仍可见
PyMOL>colorred,bb#仍然可以操控“bb”
4.改变视点
鼠标拖动分子往往是最简单的显示操纵方法，然而输入命令如zoom和orient却是一种不同的方式。
Zoom（变焦）命令可使对象或选择在视野中央显示：
如果对象或选择没显示在当前的视野，命令会使它显示；如果当前视野仅显示了一小部分，命令会使它充满视野。
语法
zoomselection-expression
当你想重新查看分子时，Orient命令是十分有用的。
它会调整对象或选择，使其最大维度水平显示，次最大维度垂直显示：
语法
orientselection-expression
你可以保存定向（storeorientation）并在后面的新会话中通过命令view调用（recall）它，保存定向仅是保存viewer中对象的视角（viewpoint），不保存它的表示形式（representation）。
为了在新会话中调用，需要命名保存的定向。
语法
viewname,action#action是store或recall
例如
PyMOL>viewv1,store#当前视野被命名为v1并保存
PyMOL>viewv1,recall#调用保存的v1定向
PyMOL>viewv1#recall是默认的view语句，所以此命令行也是调用v1
关键词view仅是在当前会话中保存定向，后面的章节将会讲述如何在不同会话中保存定向。
5.保存工作
PyMOL保存工作的种种过程：
1.在给出一系列命令前，启动进程把命令记录在纯文本日志中，并作为脚本使用。
2.在会话的任何时候，都可以创建一个会话文件保存程序的内存状态，供以后调用此状态。
3.创建图形文件保存viewer中的图像。
1）脚本和日志文件（ScriptsandLogFiles）
PyMOL的脚本只是个文本文件，如日志文件，它由被回车分隔的命令行组成。
当PyMOL载入脚本时，其中的命令就会被执行。
PyMOL脚本文件的扩展名是“.pml”，虽然此扩展名不是严格要求的，但也是最好的选择。
你可以把日志文件当脚本使用，也可以在文本编辑器如emacs，jot或notepad创建脚本。
当在单独的窗口使用PyMOL时，打开文本编辑器往往十分有用，命令就可在这两个程序间复制粘贴。
你可以输入命令log_openlog-或点击“File”菜单的“log”创建新的日志文件。
你也可以在“File”菜单选择“append（附加）”或“resume（重新开始）”，把命令行写入现有的日志文件中。
如果点击“resume”，现有的日志文件是第一次作为脚本载入PyMOL，随后的命令会写入此文件。
一旦你创建了日志文件，PyMOL将会记录保存所有的命令信息，不论是输入的命令还是点击的按钮。
但是，为了把分子的定向保存在日志文件中，需输入命令get_view或使用GUI按钮。
在会话中get_view很方便，随后可编辑日志文件选择最好的定向。
Windows系统下，可以双击脚本图标，点击“File”菜单的“Run”选项或者输入命令”@”打开一个脚本：
语法
@scripe-
例如
PyMOL>@my_script.pml
通过命令启动PyMOL时可同时打开目标脚本（在“运行”或“命令提示符”中）
语法
PyMOLscipt-
例如（Windows）
C:
\>PyMOL.exemy_script.pml
2）图像文件
当你想保存图片时，最好先光线追踪进行渲染来提高图片的质量。
光线追踪（raytracing）显示了在三维世界中光线是如何反射和影子是如何形成的。
关键词ray要求PyMOL在viewer中重绘（redraw）和显示图片（详情见“光线追踪”部分）。
保存图片到文件，可点击“File”中的“Saveimage”或输入png命令：
语法
png
例如
PyMOL>pngpep#图片pep.png被保存在PyMOL安装默认的文件夹中。
PyMOL>pngd:
/boy/pep#图片pep.png被保存在d盘的boy文件夹里。
Png格式的图片还可通过ImageMagick等软件转换成其他格式。
注意：
图片的大小是随viewer窗口的大小而变化的。
3）会话文件（SessionFiles）
如果想返回到PyMOL当前的状态，可通过创建会话文件实现（点击File菜单中的SaveSession，命名以“.pse”为扩展名的文件）。
PyMOL的会话文件是对PyMOL存储状态的符号记录，包括载入或创建的对象、创建的选择和viewer中的显示。
当打开保存的会话文件，PyMOL会返回到保存的状态。
因为一个会话文件代表了一个存储状态，所以打开一个会话文件意味着当前PyMOL存储的所有东西都会被清除并被来自会话文件的存储状态替代。
会话文件和日志文件或脚本有许多不同。
日志文件必须在你想保存给出的命令前创建，而会话文件可以在任何时候创建。
会话文件通过File菜单的Open选项调用，而日志文件被作为脚本通过Run选项启动。
会话文件不能被人工编辑，而日志文件和脚本却可以。
在PyMOL会话中，关键点上创建会话文件是个好主意，例如当你决定探讨（explore）多种选项时。
通过这种方式，会话文件可被用来替代PyMOL没有的“undo”程序。
你完全可以通过连续的会话文件存储PyMOL任意数量的状态，然后由此恢复到这些状态或有效地撤销你的操作。
6.命令行快捷键
1）用TAB键完成命令
输入命令的前几个字母然后按Tab键，PyMOL就会自动完成命令或列出符合语法的命令表，例如：
PyMOL>sel
#按Tab键就会出现下面的显示
PyMOL>select
如果不输入命令直接按Tab键，那么PyMOL会输出全部命令的列表。
2）用TAB键完成文件名
一些要载入的文件有非常长的路径和文件名，当你按Tab键，PyMOL会自动完成明确的路径和文件名，例如：
PyMOL>loadcry
#如果cystal.pdb存在于当前工作目录中，按Tab键就会产生下面的命令行
PyMOL>loadcystal.pd
升级会员 