CTRL+A全选可调整字体属性及字体大小-CAL-FENGHAI.NetworkInformationTechnologyCompany.2020YEARpymol使用教程简介&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WarrenLyfordDeLano编写，并且由DeLanoScientificLLC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，DeLanoScientific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：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++(gccorg++packagename)PythonOpenGLPNG然后在源代码
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里面依次运行：如果你是Linux用户，首先确保以下东东已安装：PythonPmwOpenGLdriver（我用的是NVdia）libpngSubversionclient（下载源代码需要）然后下载Pymol的源代码$mkdirpymol-src$svncopymol-src然后进入源代码目录#cdpymol-src开始依次编译#pythoninstall#pythoninstall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:NomodulenamedPmw"，那么你应该运行#pythoninstallpmw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:Nomodulenamed_tkinter"#USE="tcltk"emergepython好了，下面我们就可以进入Pymol的世界了。基本的鼠标操作里主要介绍一下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（ExternalGUI）和下面的ViewerWindow。ViewerWindow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（InternalGUI)。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InernalGUI中则可以选定一些特定的对象并完成一些操作。ExternalGUI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ExternalGUI中完成，并且必须使用“Ctrl＋C、Ctrl＋X以及Ctrl＋V”来完成，这也是这个所谓的外部GUI的最重要的优点。加载文件，有二种方法：在ExternalGUI中选择File－Open使用命令行：load
例如我们现在从上下载了一个离子通道蛋白的pdb文件（PENTAMERICLIGANDGATEDIONCHANNELFROMERWINIACHRYSANTHEMI），名字为，然后用pymol打开它：load2vl0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Viewer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：Ctrl＋Shift＋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Pymol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。。。ByweiluPyMOL用法（教程二）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，该文件的后缀名应为.pml，记住，Pymol像Linux一样支持Tab键命令补全：Pymol>log_open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,test下面说说如何来操作你新建的对象。首先：Pymol>showrepresentationPymol>hiderepresentation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>hidelinesPymol>showribbon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>labelall,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”A－E组成，第二个则由F－J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”A－E或者F－J去掉即可：Pymol>hideribbon,chainf+g+h+i+j上面的东东还可以这样完成：Pymol>selecttest,chainf+g+h+i+jPymol>hideribbon,test上面的第一句命令的作用是选择“链”F－J，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>hideeverything,testPymol>showcartoon,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>selectselection-name,selection-expression其中名字可以由字母[A/a－Z/z]，数字[0－9]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>deleteselection-namePymol>deleteobject-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GUI窗口的Settings－Colors中找到：Pymol>colorcolor-namePymol>colorcolor-name,selection-expression比如我们可以：Pymol>colorred,sshPymol>coloryellow,sssPymol>colorgreen,ssl+""其中“ss”代表secondarystructure，“h”代表Helix，“s”代表Betasheet，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Betasheet变成黄色；把所有的Loop以及其他部分变成绿色，于是我们得到：Pymol可以同时打开多个pdb文件：Pymol>loadPymol>load如果你想暂时关闭/打开某个对象，可以这样：Pymol>disableobject-name-1Pymol>enableobject-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>disableselection-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，它们提供了另一种改变图像视角的办法。放大选定目标：Pymol>zoomselection-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>orientselection-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>viewkey,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>viewv1,storePymol>viewv1,recallPymol>viewv1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。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_openscript-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/CloseLog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，该文档的默认保存目录为当前用户的home目录。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－SaveSession，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“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。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Pymol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>keywordargument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>zoomall还有些命令可以带多个参数，比如加色命令color，它的用法如下：Pymol>colorcolor-namePymol>colorcolor-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Betasheet，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：!@#$%^&*()'"[]{}\|~`<>/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>selecttest,namec+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alpha carbon，cb代表beta carbon）。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。下表列出了大多数的selector：Selector简写Identifier及例子symbole.chemical-symbol-list周期表中的元素符号Pymol>selectpolar,symbolo+nnamen.atom-name-listpdb文件中的原子名字Pymol>selectcarbons,nameca+cb+cg+cdresnr.residue-name-list氨基酸的名字Pymol>selectaas,resnasp+glu+asn+glnresii.residue-identifier-listpdb文件中基团的编号Pymol>selectmults10,resi1+10+100residue-identifier-rangePymol>selectnterm,resi1-10altaltalternate-conformation-identifier-list一些单字母的列表，选择具有2种构型的氨基酸Pymol>selectaltconf,alta+bchainc.chain-identifier-list一些单字母或数字的列表Pymol>selectfirstch,chainasegis.segment-identifier-list一些字母（最多４位）的列表Pymol>selectligand,segiligflagf.flag-nummer一个整数（０－３１）Pymol>selectf1,flag0numeric_typent.type-nummer一个整数Pymol>selecttype1,nt.5text_typett.type-string一些字母（最多４位）的列表Pymol>selectsubset,tt.HA+HCididexternal-index-number一个整数Pymol>selectidno,id23indexidx.internal-index-number一个整数Pymol>selectintid,index23sssssecondary-structure-type代表该类结构的单字母Pymol>selectallstrs,ssh+s+l+""下表是另一些Selector，有关比较的：Selector简写Identifier及例子bbcomparison-operatorb-factor-value一个实数，用来比较b-factorPymol>selectfuzzy,b>12qqcomparison-operatoroccupancy-value一个实数，用来比较occupancyPymol>selectlowcharges,q>formal_chargefc.comparison-operatorformalcharge-value一个整数，用来比较formalchargePymol>selectdoubles,fc.=-1partial_chargepc.comparison-operatorpartialcharge-value一个实数，用来比较partialchargePymol>selecthicharges,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“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：在选择表达中，selector还可以配合逻辑操作子（logicaloperator）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nots1!s1选择原子但不包括s1中的Pymol>selectsidechains,!bbs1ands2s1&s2选择既在s1又在s2中的原子Pymol>selectfar_bb,bb&farfrm_tens1ors2s1|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>selectall_prot,bb|sidechains1ins2s1ins2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>selectsame_atom,peptinprots1likes2s1l.s2选择s1中的那些原子，其identifiers(name,resi)符合s2中对应的原子Pymol>selectsimilar_atom,peptlikeprots1gapXs1gapX选择那些原子，其vanderWaals半径至少和s1的vanderWaals半径相差XPymol>selectfarfrm_ten,resi10gap5s1aroundXs1a.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>selectnear_ten,resi10around5s1expandXs1e.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>selectnear_ten_x,near10expand3s1withinXofs2s1w.Xofs2选择以s2为中心，X为半径，并包含在s1中的原子Pymol>selectbbnearten,bbw.4ofresi10byress1br.s1把选择扩展到全部residuePymol>selectcomplete_res,br.bbnear10byobjects1bo.s1把选择扩展到全部objectPymol>selectnear_obj,bo.near_resneighbors1nbr.s1选择直接和s1相连的原子Pymol>selectvicinos,nbr.resi10这些逻辑选择还可以组合使用。比如你想选择chainb，但是不选择其中的residue88：Pymol>selectchainband(notresi88)在使用多重逻辑选择时，为了让Pymol正确处理顺序，请使用括号，这样最里层括号里面的内容将会被最先处理，以此类推。好了，目标选择就先说到这里。其实关于目标选择还有所谓的“宏”可以用，可以简化表达式，准备下次说说。byWeiLü-用法（教程三）Pymol的选择宏上次具体讲了如何在Pymol中怎么用selection-expression选取目标，其实在某些情况下，还可以用Pymol提供的宏来选择操作目标。使用这个选择宏往往可以是一个原本很复杂的表达变得简单紧凑。例如我们想选择2vlo这个pdb文件中的"chaina"中的第100个基团的α炭原子，如果用selection-expression来表达的话是这样：Pymol>selectchainaandresi100andca如果用宏的，可以这样：Pymol>selecta/100/ca是不是觉得简单了很多。好了，下面就来详细讲讲这个宏吧。因为这个宏是用来选择目标的，所以我称之为选择宏，它用斜杠"/"来定义Identifier，并且它使用上次介绍过的逻辑操作子"and"。一个完整的，按顺序的选择宏的表达如下：/object-name/segi-identifier/chain-identifier/resi-identifier/name-identifier之所以说选择宏是有顺序的，是因为Pymol就是靠顺序判断每个斜杠后面的东东都是什么东东。如果再细分一下的话，其实这个选择宏有2种写法，一个是带开头的斜杠，另一个是不带开头斜杠。区别是：如果不以斜杠开头，那么Pymol则认为你的表达式的最后一项就是选择宏的末尾的最后一项，也就是name-identifier。例如：Pymol>showlines,a/100/caPymol>showlines,100/ca如过以斜杠开头，那么Pymol就认为你是从选择宏的表达式的顶端开始的，也就是从/object-name开始的。例如：Pymol>zoom/2vl0ymolrc中加入：#start$HOME/.pymolrcmodificationsingle={'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用法，用single[resn]代替resn：Pymol>labeln.CGandi.230+246,single[resn]下面是改进过的图片：是不是看起来好多了，下面是具体的代码，其中关于电子密度图的设置请见下一节：Pymol>selectnear,resi139+229+230+233+246+499+519+520Pymol>ascartoon,proPymol>鼠标操作：显示near的sidechainPymol>set_colorgrey1,[224,224,224]Pymol>setcartoon_color,grey1Pymol>setcartoon_transparency,Pymol>setcartoon_fancy_helices,1Pymol>labeln.CBandnear,("%s%s")%(single[resn],resi)Pymol>进入Editing模式，按住ctrl+鼠标右键移动label到合适位置Pymol>setcartoon_transparency,Pymol>setlabel_font_id,13Pymol>setlabel_size,26Pymol>bg_colorwhitePymol>进入measurement模式测量我们所需要的距离Pymol>setdash_length,Pymol>setdash_radius,Pymol>setdash_gap,Pymol>setdash_color,grey在pymol中导入电子密度图假设我们已经有了一个蛋白质的pdb文件和mtz文件，这样我们就可以用fft(FastFourierTransform)命令生成electrondensitymap，以便在pymol中导入。fft的命令格式如下：fftHKLINXYZINMAPOUT回车后进入fft环境，还需要指定一些参数：LABINF1=FWTPHI=PHWTGRIDSAMPLE5END上诉第2句“GRID...”用来指定生成电子密度图的精细程度。默认值是3，表示生成的“网格”大小是最大分辨率的三分之一，以此类推。回车之后电子密度图就搞定了，名字叫然后就可以在pymol中导入了。首先导入pdb文件，然后电子密度图：首先说明一下，该pdb文件中A链是蛋白质，B链是UDP-Glucose。Pymol>load,proPymol>load你会发现，还看不见density。打开Wizard--Density，怎么样，看见了吧。按住ctrl键和鼠标右键可以移动density，或者点击DensityMapWizard中的"NextRes."和"PreviousRes."。不过显示全部的densitymap并不是我们的目的，因为这样显的很乱，也看不到什么细节。下面的例子是仅仅显示UDP-Glucose的电子密度图。Pymol>removeresnHOHPymol>selectupg,chainbPymol>ascartoon,proPymol>asstick,upgPymol>orient,upgPymol>isomeshupg-d,2fofc,,upg,carve=Pymol>setstick_radius,Pymol>setmesh_radius,#让电子密度图的网格细一点，好看效果图如下：上诉命令中，其余设置请见上一节label，和显示电子密度相关的就是isomesh了，它的用法如下：Pymol>isomeshname,map,level[,(selection)[,buffer[,state[,carve]]]]name:给这个meshisosurface随便起个名字。map:就是刚才load的那个2fofc。level:轮廓值，越大轮廓越细。selection:要表达的对象buffer:没用过state:没用过carve:以selection中的任何原子为中心，半径为该值，所包含的全部原子，画出他们的densityOK!搞定。
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