Pymol作圖入門學(xué)習(xí)筆記

基本界面

• 點(diǎn)擊 Wizard->Demo有一些示例

鼠標(biāo)點(diǎn)擊方法

1. 按住鼠標(biāo)左鍵任意移動(dòng)可更改三維結(jié)構(gòu)視圖的角度；（如果轉(zhuǎn)出了視野之外，右上角的Orient功能可以幫我們找回視野。）
2. 按住鼠標(biāo)右鍵向上移動(dòng)縮小視圖，向下移動(dòng)放大視圖；
3. 按住鼠標(biāo)滾輪移動(dòng)可對(duì)三維結(jié)構(gòu)進(jìn)行上下左右移動(dòng)；
4. 轉(zhuǎn)動(dòng)鼠標(biāo)滾輪可更改視野的明暗程度
5. 一般的視圖都是圍繞整個(gè)結(jié)構(gòu)的中心點(diǎn)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，如果想要視野中圍繞某個(gè)分子進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，只需要鼠標(biāo)移動(dòng)到該分子處，點(diǎn)擊一下鼠標(biāo)滾輪，此時(shí)該分子會(huì)自動(dòng)移動(dòng)到視野中心，然后就可以圍繞該分子進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)了。
6. 有些展現(xiàn)方式還有特殊的快捷方式展示，如下面的Sculpting視圖，屏幕中也給出了快捷鍵的提示，通過Ctrl + 鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊某個(gè)原子可以進(jìn)行拖動(dòng)，或者Ctrl + 鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊某個(gè)化學(xué)鍵可以將結(jié)構(gòu)圍繞該化學(xué)鍵進(jìn)行旋轉(zhuǎn)

Get PDB功能

1. 如果我們知道感興趣的蛋白質(zhì)的 PDB ID，可以直接點(diǎn)擊 File -> Get PDB… -> 輸入PDB ID，然后點(diǎn)擊 Download，PyMOL會(huì)直接從PDB數(shù)據(jù)庫中下載該蛋白并展示在軟件中。
2. 另外我們也可以通過在下面的框中輸入代碼的方式獲取，結(jié)果與鼠標(biāo)點(diǎn)擊是一樣的。獲取某個(gè)蛋白的命令是fetch，比如想要下載PDB ID為1P65的蛋白，直接輸入fetch 1P65即可得到該蛋白的三維結(jié)構(gòu)。

Display

• sequence可以展示氨基酸序列
• sequence Mode可以改變序列的展示方式，如把氨基酸單字母改為三字母展示
• background 更改背景顏色
• stereo 展示立體效果

可視化

右側(cè)是內(nèi)部用戶界面(Internal GUI)，其中上面部分叫對(duì)象面板，即顯示在左側(cè)視圖中的對(duì)象?？梢允嵌鄠€(gè)PDB文件，也可以是1個(gè)PDB文件拆分成多個(gè)獨(dú)立單元，比如加載了1個(gè)蛋白質(zhì)復(fù)合物的PDB文件，可以把其中的小分子分離出來，分別展示蛋白與小分子然后對(duì)它們進(jìn)行不同的操作。其中最后1個(gè)對(duì)象是一個(gè)標(biāo)記對(duì)象，即展示出的圖形的名字

• 我們可以通過鼠標(biāo)點(diǎn)擊各個(gè)對(duì)象來選擇是否在窗口中展示該對(duì)象。需要注意的是每個(gè)對(duì)象名字必須不同，否則會(huì)被替換掉。
• 藍(lán)色框最下方一行為控制結(jié)構(gòu)是否動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)的按鈕， S 代表顯示氨基酸序列，F(xiàn)代表全屏顯示窗口。另外，空格鍵也可以控制結(jié)構(gòu)是否運(yùn)動(dòng)。

（1）對(duì)象面板

• 對(duì)象面板中有5個(gè)字母：A,S,H,L,C，分別代表了不同的可視化操作功能（Action，Show，Hide，Label，Color），鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊相應(yīng)的字母即出現(xiàn)下拉菜單，然后選擇相應(yīng)的功能即可進(jìn)行不同的可視化操作。
• S功能中，這些參數(shù)的設(shè)置可以更改目標(biāo)分子的展現(xiàn)效果，且每個(gè)功能的展示出來后是效果是疊加的，如果不想疊加只想更改至另一種展現(xiàn)方式，可以選擇 S -> as 中的相應(yīng)功能。

（2）標(biāo)記氨基酸殘基

• L功能可以給蛋白分子標(biāo)記氨基酸殘基的名稱。如果想選定特定的殘基，可展示出序列后，通過鼠標(biāo)點(diǎn)擊具體的某個(gè)氨基酸以選定，此時(shí)紅色框中會(huì)出現(xiàn)一個(gè)新的名稱為（sele）的對(duì)象，此時(shí)只要旋轉(zhuǎn)該對(duì)象L功能中的一些參數(shù)即可實(shí)現(xiàn)氨基酸標(biāo)記。
• 如果想對(duì)標(biāo)記的氨基酸字體、大小等進(jìn)行更改，可以通過Setting->Label功能進(jìn)行設(shè)置。其中，Label -> Size 中 Point 單位代表字體的絕對(duì)大小，Angstrom 單位代表埃。當(dāng)選擇 Point 單位時(shí)，設(shè)置的字體大小不會(huì)隨著我們圖片放大或縮小。選擇埃單位時(shí)，設(shè)置的字體大小會(huì)隨著我們圖片放大或縮小而變化。
• 當(dāng)我們顯示氨基酸殘基后，有時(shí)候殘基會(huì)出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)上，此時(shí)我們也可以更改標(biāo)簽的位置。首先將鼠標(biāo)位置移動(dòng)到右側(cè)面板的 3-Button Veiwing 上，鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊可以在 3-Button Veiwing與3-Button Editing之間切換，我們使其顯示為3-Button Editing模式。然后在左側(cè)分子結(jié)構(gòu)的窗口中，按住Ctrl + 鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊并移動(dòng)想要移動(dòng)的殘基對(duì)應(yīng)的標(biāo)簽即可實(shí)現(xiàn)移動(dòng)。（此時(shí)如果我們點(diǎn)擊了化學(xué)鍵，會(huì)改變化學(xué)基團(tuán)的結(jié)構(gòu)，所以要小心操作，在移動(dòng)完之后，記得切換回3-Button Veiwing模式，以避免對(duì)某些基團(tuán)產(chǎn)生更改，因?yàn)橛行└募词?code>Ctrl + Z也無法撤銷，往往需要重新繪圖。）

（3）實(shí)時(shí)保存

• 通過點(diǎn)擊Scene -> Append 可以保存當(dāng)前編輯好的視圖，左下角會(huì)出現(xiàn)一個(gè) 001 的圖標(biāo)，當(dāng)我們對(duì)當(dāng)前視圖進(jìn)行了后續(xù)更改，點(diǎn)擊該 001 圖標(biāo)，可以將編輯結(jié)果切換回 保存 001 時(shí)的編輯狀態(tài)。

（4）顏色更換

對(duì)象面板中的C功能可以進(jìn)行顏色更換。選定某個(gè)顏色后會(huì)有進(jìn)一步更多的具體顏色可以選擇。

也可以按照某種模式來分布顏色：

• 選擇 by chain 中第一個(gè)選項(xiàng)可以設(shè)置蛋白中不同的肽鏈顯示不同的顏色，可以更好地區(qū)分每個(gè)肽鏈的首尾。
• 選擇 by ss 代表按照氨基酸的二級(jí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行顏色分布，可以選擇螺旋(Helix)、片(sheet)、環(huán)(Loop)的不同顏色展示效果。
• 選擇 spectrum -> b-factors可以設(shè)置按照 b-factor進(jìn)行顏色分布。（b-factors，B因子也叫溫度因子, B因子體現(xiàn)了晶體中原子電子密度的”模糊度”(diffusion)，B因子越高, “模糊度”越大, 相應(yīng)部位的構(gòu)象就越不穩(wěn)定）

（5）突出顯示殘基

如果我們想要突出展示某個(gè)殘基怎么辦呢？

• 首先在圖中點(diǎn)擊該殘基（或者按照前面說的顯示序列后選擇某個(gè)特定的殘基），然后右側(cè)面板中會(huì)出現(xiàn)一個(gè)新的對(duì)象(sele)，我們首先通過S功能將這個(gè)對(duì)象展示形式設(shè)置為另一種形式，比如棒狀結(jié)構(gòu)(Sticks)，
• 接著在整個(gè)蛋白對(duì)應(yīng)的對(duì)象點(diǎn)擊C->by rep，可以分別對(duì)蛋白視圖展示的分子與棒狀視圖展示的氨基酸賦予不同顏色。比如把棒狀結(jié)構(gòu)的殘基設(shè)置為綠色，蛋白分子的卡通結(jié)構(gòu)(Cartoon)設(shè)置為白色，就可以突出顯示氨基酸殘基了。
• 我們還可以進(jìn)一步給突出顯示的氨基酸殘基上的不同原子分布不同的顏色。首先選擇整個(gè)蛋白元素對(duì)應(yīng)的C功能，在 by rep中棒狀結(jié)構(gòu)的的顏色選擇為unset，然后再在該氨基酸元素對(duì)應(yīng)的C功能中選擇 by element 設(shè)置一種顏色分布即可。（在 by element 的顏色選項(xiàng)中，CHNOS分別代表碳?xì)涞趿颍髯帜干巷@示的顏色即各原子會(huì)被分布的顏色，其中第一個(gè)選項(xiàng)沒有C代表不改變C原子的顏色）

（6）靜電力學(xué)視圖

如下圖通過點(diǎn)擊對(duì)應(yīng)蛋白對(duì)象的A->generate->vacuum electrostatics->protein contact potential(local)可以展示蛋白靜電力學(xué)的視圖。

（7）A功能

• A->rename object對(duì)每個(gè)對(duì)象進(jìn)行改名；
• A->delete object可以刪除某個(gè)對(duì)象
• A->copy to object，可以組合不同的對(duì)象到同一個(gè)元素中

（8）使用預(yù)設(shè)的繪圖風(fēng)格

A功能的preset中還有一些預(yù)設(shè)的繪圖風(fēng)格

• 點(diǎn)擊模板中的 Scripted Animation模板，這是一個(gè)蛋白和小分子的復(fù)合物結(jié)構(gòu)，現(xiàn)在想要展示蛋白和小分子的相互作用，首先通過A功能的 copy to object 將3個(gè)單獨(dú)的對(duì)象組合到一起，接著選擇組合后的元素的 A->preset->ligand sites->transparent surface。
• 在這個(gè)的視圖中，蛋白質(zhì)與小分子結(jié)合位點(diǎn)的氨基酸都以棒狀結(jié)構(gòu)展示，結(jié)合位點(diǎn)的表面結(jié)構(gòu)被展示出來且是透明的，黃色的虛線代表配體和蛋白之間的氫鍵作用力，此外還可以看到結(jié)合口袋的形狀（有點(diǎn)像兩邊開口的通道結(jié)構(gòu)）。
• 點(diǎn)擊S->surface，就可以看到這個(gè)蛋白復(fù)合物中間確實(shí)是開口的通道

（9）畫出氨基酸之間的作用力

如何自己畫出氨基酸之間的氫鍵作用力呢？點(diǎn)擊模板中的 Roving Detail模板，可以看到氨基酸（棒狀結(jié)構(gòu)），氨基酸之間的氫鍵作用力（黃色虛線）。接著我們?nèi)∠故居覀?cè)的rov_pc對(duì)象，自己畫出這些氨基酸之間的氫鍵。

• 首先點(diǎn)擊圖中想要找出氫鍵作用力的氨基酸，然后在右側(cè)出現(xiàn)的(sele)對(duì)象中依次選擇A->find->polar contacts->with selection即可，其中polar contacts代表極性作用力，within selection表示展示選擇的氨基酸互相之間的作用力。這樣我們就自己畫出了一些氫鍵。
• 新畫出的氫鍵會(huì)在右側(cè)形成一個(gè)新的對(duì)象，我們接著就可以進(jìn)一步對(duì)這個(gè)對(duì)象進(jìn)行進(jìn)一步操作。比如想展示氫鍵的長度，只需要針對(duì)該對(duì)象選擇S->labels，就可以展示出鍵長，長度的單位為埃
• 剛才點(diǎn)擊圖中某個(gè)位置選擇的是整個(gè)氨基酸，如果我們只想選擇某個(gè)原子，展示與它作用的其它原子之間的鍵，只需要在右側(cè)下方的Selection功能右側(cè)不斷點(diǎn)擊，當(dāng)出現(xiàn)Atoms代表可以選擇1個(gè)原子，然后再在出現(xiàn)的(sele)對(duì)象中選擇A->find->polar contacts->to other atoms in object即可展示出來。（需要注意(sele)對(duì)象如果不改名的話當(dāng)我們下次選擇新的對(duì)象時(shí)會(huì)被覆蓋；而且如果選中該對(duì)象時(shí)，再選擇別的原子，會(huì)默認(rèn)表示把該原子加入到這個(gè)對(duì)象中，因此如果我們想要?jiǎng)?chuàng)建1個(gè)新的對(duì)象，需要先點(diǎn)擊黑色空白區(qū)或者取消選擇當(dāng)前對(duì)象）

（10）畫出鍵角角度

• 如果兩個(gè)原子之間原本沒有作用力，但我們想單純展示出它的距離，只需要點(diǎn)擊菜單中的Wizard->Measurement，然后選擇想要畫出距離的兩個(gè)原子即可，畫出后右側(cè)面板中也會(huì)出現(xiàn)一個(gè)新的對(duì)象measure01
• 如果我們想要測(cè)量某個(gè)鍵角的角度，還是在右側(cè)出現(xiàn)的Measurement菜單中點(diǎn)擊Distance，然后選擇Angles，再選擇圖中某個(gè)鍵角對(duì)應(yīng)的3個(gè)原子即可展示鍵角角度大小。
• 類似的，如果選擇的是Dihedrals而不是Angles，代表展示二面角，這時(shí)只需要點(diǎn)擊某個(gè)二面角對(duì)應(yīng)的4個(gè)原子即可。
• 另外，Distance下方的New Measurements功能代表可以選擇新繪制的測(cè)量是重新構(gòu)建一個(gè)對(duì)象，還是與前一次畫的對(duì)象組合成一個(gè)對(duì)象，還是覆蓋前一個(gè)對(duì)象。
• 需要注意所有鍵長角度等測(cè)量完成后需要點(diǎn)擊下方的Done退出測(cè)量模式。

（11）渲染

如果想要對(duì)繪制好的結(jié)果進(jìn)行渲染導(dǎo)出，只需要點(diǎn)擊右上角的Draw/Ray，設(shè)置圖片的高度、寬度、DPI、背景是否透明，然后選擇Ray(slow)即可渲染，渲染后如果可以的話可以直接導(dǎo)出圖片。

• 渲染前化學(xué)結(jié)構(gòu)邊緣有鋸齒狀，渲染后可以使圖片更平滑。
• 渲染后有些部位還會(huì)有陰影，如果想取消陰影的顯示，只需要點(diǎn)擊Setting->Rending->Shadows->None即可，然后重新渲染保存圖片。