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1、pymol学习笔记http:/www.donkeyhome.org/protein/Pymol学习笔记（一）：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Warren Lyford DeLano编写，并且由DeLano Scientific LLC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

2、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，DeLano Scientific 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+ (gcc or g+ package name)PythonOpenGLPNG然后在源代码目录里面依次运行： 2.如果

3、你是Linux用户，首先确保以下东东已安装： PythonPmwOpenGL driver（我用的是NVdia）libpngSubversion client（下载源代码需要）然后下载Pymol的源代码$ mkdir pymol-src$ svn co pymol-src 然后进入源代码目录# cd pymol-src 开始依次编译# python setup.py install# python setup2.py install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: No module named

4、 Pmw，那么你应该运行# python setup2.py install pmw 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: No module named _tkinter# USE=tcl tk emerge python 好了，下面我们就可以进入Pymol的世界了。Pymol学习笔记（二）：基本的鼠标操作这里主要介绍一下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（External GUI）和下

5、面的Viewer Window。Viewer Window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（Internal GUI)。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Inernal GUI中则可以选定一些特定的对象并完成一些操作。External GUI则包含一个标准菜单、一个输出区、一个命令行输入区以及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External GUI中完成，并且必须使用“CtrlC、CtrlX以及CtrlV”来完成，这也是这个所谓的外部GUI的最重要

6、的优点。 加载文件，有二种方法：1.在External GUI中选择File Open2.使用命令行： load 例如我们现在从www.pdb.org上下载了一个离子通道蛋白的pdb文件（PENTAMERIC LIGAND GATED ION CHANNEL FROM ERWINIA CHRYSANTHEMI），名字为2vl0.pdb，然后用pymol打开它： load 2vl0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Vi

7、ewer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： CtrlShift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Pym

8、ol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。Pymol学习笔记（三）：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

9、缀名应为.pml，记住，Pymol像Linux一样支持Tab键命令补全： Pymol log_open log-file-name.pml 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 load 2vlo.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 load 2vlo.pdb, test 下面说说如何来操作你新建的对象。首先： Pymol show representationPymol hide

10、representation 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 hide linesPymol show ribbon 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 label all, 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”AE组成，第

11、二个则由FJ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”AE或者FJ去掉即可： Pymol hide ribbon, chain f+g+h+i+j 上面的东东还可以这样完成： Pymol select test, chain f+g+h+i+jPymol hide ribbon, test 上面的第一句命令的作用是选择“链”FJ，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 hide everything,

12、 testPymol show cartoon, 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 select selection-name, selection-expression 其中名字可以由字母A/aZ/z，数字09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 delete selection-namePymol delete object-name 下面讲讲如何给对象以及目标改变颜色。预定义的颜色名字可以在外部GU

13、I窗口的Settings Colors中找到： Pymol color color-namePymol color color-name, selection-expression 比如我们可以： Pymol color red, ss hPymol color yellow, ss sPymol color green, ss l+ 其中“ss”代表secondary structure，“h”代表Helix，“s”代表Beta sheet，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Beta sheet变成黄色；把所有的Loop以及其他部分变成绿色

14、，于是我们得到：Pymol可以同时打开多个pdb文件： Pymol load object-name-1.pdbPymol load object-name-2.pdb 如果你想暂时关闭/打开某个对象，可以这样： Pymol disable object-name-1Pymol enable object-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 disable selection-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

15、们提供了另一种改变图像视角的办法。 放大选定目标： Pymol zoom selection-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 orient selection-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 view key, 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 view v1, storePymol view v1, recallP

16、ymol view v1 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_open script-file-name 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-file-name 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/Close Log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

17、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 Save Session，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

18、“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及阴影特效： Pymol rayPymol pngyour_path/image_name 最后就用该命令导出的图片结束这次笔记吧。Pymol学习笔记（四）：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P

19、ymol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 keyword argument 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 zoomPymol zoom all还有

20、些命令可以带多个参数，比如加色命令color，它的用法如下： Pymol color color-namePymol color color-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

21、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Beta sheet，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，数字以及下划线_组成，但是因避免使用下列符号： ! # $

22、 % & * ( ) | ? / 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 select test, name c+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alphacarbon，cb代表betacarbon）。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

23、数的selector： Selector简写Identifier及例子symbole.chemical-symbol-list周期表中的元素符号Pymol select polar, symbol o+nnamen.atom-name-listpdb文件中的原子名字Pymol select carbons, name ca+cb+cg+cdresnr.residue-name-list氨基酸的名字Pymol select aas, resn asp+glu+asn+glnresii.residue-identifier-listpdb文件中基团的编号Pymol select mults10,

24、resi 1+10+100residue-identifier-rangePymol select nterm, resi 1-10altaltalternate-conformation-identifier-list一些单字母的列表，选择具有2种构型的氨基酸Pymol select altconf, alt a+bchainc.chain-identifier-list一些单字母或数字的列表Pymol select firstch, chain asegis.segment-identifier-list一些字母（最多位）的列表Pymol select ligand, segi ligfl

25、agf.flag-nummer一个整数（）Pymol select f1, flag 0numeric_typent.type-nummer一个整数Pymol select type1, nt. 5text_typett.type-string一些字母（最多位）的列表Pymol select subset, tt. HA+HCididexternal-index-number一个整数Pymol select idno, id 23indexidx.internal-index-number一个整数Pymol select intid, index 23sssssecondary-structu

26、re-type代表该类结构的单字母Pymol select allstrs, ss h+s+l+下表是另一些Selector，有关比较的： Selector简写Identifier及例子bbcomparison-operator b-factor-value一个实数，用来比较b-factorPymol select fuzzy, b 12qqcomparison-operator occupancy-value一个实数，用来比较occupancyPymol select lowcharges, q 0.5formal_parison-operator formal charge-value一个

27、整数，用来比较formal chargePymol select doubles, fc. = -1partial_parison-operator partial charge-value一个实数，用来比较partial chargePymol select hicharges, 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nonenone什么也不选hydroh.所有当前被Pymol加载的氢原子hetatmhet所有从蛋白质数据库HETATM记录中加载的原子visiblev.所有在被“

28、可见”的显示的对象中的原子presentpr.所有的具有定义坐标的原子在Identifier中用到的原子以及氨基酸的命名规则可以在下面的网址中找到：http:/www.wwpdb.org/docs.html 在选择表达中，selector还可以配合逻辑操作子（logical operator）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not s1! s1选择原子但不包括s1中的Pymol select sidechains, ! bbs1 and s2s1 & s2选择既在s1又在s2中的原子Pymol select far_bb, bb &

29、 farfrm_tens1 or s2s1 | 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 select all_prot, bb | sidechains1 in s2s1 in s2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 select same_atom, pept in prots1 like s2s1 l. s2选择s1中的那些原子，其identifiers (name, resi)符合s2中对应的原子Pymol select similar_atom

30、, pept like prots1 gap Xs1 gap X选择那些原子，其van der Waals半径至少和s1的van der Waals半径相差XPymol select farfrm_ten, resi 10 gap 5s1 around Xs1 a. 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 select near_ten, resi 10 around 5s1 expand Xs1 e. 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 select near_ten_x, near10 expand 3s1