Учебная страница курса биоинформатики,
год поступления 2012
Практикум 8. Jmol. Подсказки
Подробное описание команд скриптового языка Jmol (на английском). Версия подсказок в формате doc.
Загрузка и установка Jmol
Если на Вашем компьютере не стоит так называемая "Java-машина", то перед установкой Jmol, надо установить ее. Для этого выполните следующее:
Зайдите на официальный сайт Java.
- Перейдите на страницу загрузки JRE (Download JRE). Это Java Runtime Environment, то есть собственно Java-машина, нужная для запуска Java-приложений.
- Примите лицензионное соглашение (Accept License Agreement)
- Выберите для скачивания файл, соответствующий Вашей операционной системе (для 32-битной версии Windows выберите "Windows x86 Offline", для 64-битной версии - "Windows x64" и exe-файл, а не tar.gz).
- Запустите загруженный инсталлятор и следуйте указаниям мастера установки!
Для установки самого Jmol выполните следующее:
Зайдите на официальный сайт Jmol.
В правом верхнем углу странички есть ссылка на страницу загрузки (Download) и викифицированный справочник (Wiki). Перейдите на страницу загрузки и скачайте zip-файл по ссылке "download link" в директорию H:\tmp. Зеркало.
- Разархивируйте zip-файл в корень диска H: (в FAR – одна панель H:, вторая – jmol-13.0.6.zip; в этот файл надо зайти как в директорию. F5 для копирования jmol-13.0.6 в корень диска H:).
Переименуйте директорию jmol-13.0.6 в Jmol.
- Программа Jmol не требует специальной установки, так как является Java-приложением и может запускаться при наличии установленной на компьютере версии Java-машины (скорее всего, она уже есть и у Вас на домашнем компьютере/ноутбуке). Для запуска программы используйте файл Jmol.jar в папке Jmol.
- Удобно сразу создать для него ярлык на Рабочем столе:
откройте папку Jmol через My Computer --> H: --> Jmol;
- найдите в этой папке файл Jmol.jar (Executable jar file);
зажмите клавишу <Alt> и перетащите файл Jmol.jar на Рабочий стол, отпустите <Alt>;
- переименуйте (F2) созданный ярлык "Shortcut to Jmol.jar" в "Jmol".
- Вызовите программу через ярлык на Рабочем столе. Если все в порядке, то удалите из папки H:/tmp скачанный архив (экономим место).
Предостережение: рабочую директорию Jmol менять не умеет! Это неудобно для скриптов. Наиболее удобный выход мы предложим к следующему занятию.
1) Базовые действия
Действие |
Результат |
Примечание |
Системные команды |
||
File ⇒ Open |
Открывает файл в формате PDB |
|
Ctrl + ЛКМ |
Вызов меню |
Консоль вызывается через меню (пункт Console) |
Движение изображения |
||
Alt + движение мыши |
Вращение в плоскости изображения |
|
Shift + мышь вверх-вниз |
Увеличение-уменьшение |
|
ЛКМ + Движение мыши |
Свободное вращение |
Вокруг центра |
Ctrl + ПКМ + движение мыши |
Перемещение в плоскости изображения |
2) Наборы атомов (SET) – то, с чем совершается большинство команд Jmol
Набор атомов |
Описание |
Комментарий |
none |
Ничего |
Пустое множество |
carbon |
Все атомы углерода |
|
nitrogen |
Все атомы азота |
|
oxygen |
Все атомы кислорода |
|
protein |
Все атомы белка |
|
DNA |
Все атомы, принадлежащие основаниям ДНК (A, C, G, T) |
|
RNA |
Все атомы, принадлежащие основаниям РНК (A, C, G, U). Также нуклеотидные с рибозой кофакторы. |
|
water |
Все атомы воды (по сути, кислороды) |
Синоним “HOH” |
ligand |
Не-белок, не-вода и не-нуклеотиды |
Чтобы выделить один конкретный лиганд, надо знать его название |
K, Na, Mg, Zn и т.п. |
Химические символы металлов узнаются |
|
*/25 |
Все атомы модели с номером 25 |
Модели часто появляются в PDB-файлах, полученным методом ядерно-магнитного резонанса или в результатах трехмерных выравниваний. Также с помощью моделей иногда отмечают элементы биологически адекватной структуры ("biological assembly") в PDB. |
*S |
Все атомы, принадлежащие цепи, отмеченной “S” |
Цепи обычно используются, если в одном PDB-файле находится несколько молекул белка (например, это белковый комплекс, гомодимер, комплекс с ДНК и т.п.) |
*:2 |
Все атомы, принадлежащие цепи с названием 2 |
Используется если имя цепи – не буква, а число |
25 |
Все атомы, принадлежащие остатку с порядковым номером 25 |
Если несколько цепей имеют такой остаток, будут выделены все |
25-50 |
Все атомы, принадлежащие остаткам с порядковыми номерами от 25 до 50 |
|
25, 27, 29 |
Все атомы, принадлежащие остаткам с порядковыми номерами 25, 27 и 29 |
Аналогично записи |
Asp21 |
Все остатки аспарагиновой кислоты с порядковым номером 21 |
|
*.CA |
Все Cα-атомы |
Если нужно выбрать атомы из одной цепи, используется синтаксис *А.CA |
*.N |
Все атомы азота главной цепи белка |
|
*.O |
Все атомы кислорода главной цепи белка |
|
*.C |
Углероды группы COOH главной цепи белка |
|
167:A |
Остаток с номером 167 в цепи A |
Аналогично записи 167 AND *A |
167:A.N |
Атом азота основной цепи остатка 167 из цепи A |
Аналогично записи 167 AND *.N AND *A |
167.N |
Атомы азота основной цепи всех остатков с номерами 167 (из всех цепей) |
Аналогично записи 167 AND *.N |
*A.N |
Атомы азота основной цепи всех остатков из цепи *A |
|
within (5.0, SET) |
Все атомы, которые находятся на расстоянии 5 Å от любого атома из SET |
Расстояние можно задавать любое, но обязательно использовать точку, а не запятую, при отделении дробной части |
helix |
α-спиральные структуры |
Определяются в PDB-файле, т.е. могут не быть заданы |
sheet, sheets |
β-листы |
Определяются в PDB-файле, т.е. могут не быть заданы |
3) Основные команды визуализации для наборов атомов
Команда |
Описание |
Пример использования |
Комментарий |
Выделение |
|||
select SET |
Выбрать набор атомов на основании простых команд синтаксиса и логических операторов AND, OR, NOT |
select *S |
|
restrict SET |
Аналогично команде select, но все кроме этого набора будет убрано с экрана |
restrict protein |
|
Окрашивание |
|||
color COLOR |
Окрашивает выделенный в настоящее время набор атомов в выбранный цвет |
color white |
Стандартные английские названия цветов можно сразу использовать: pink, yellow, blue, red, magenta, violet, purple, cyan, orange, green, white, black |
color cpk |
Атомы красятся в соответствии с химической природой. Например, атомы углерода будут серые, азота голубые, кислорода красными, фосфора оранжевыми и т.п. |
color cpk |
Можно использовать и другую окраску, но не рекомендуется изменять базовый цвет азота и кислорода, так как по умолчанию обычно считается, что отрицательный заряд красный, а положительный – синий. |
color chain |
Все атомы будут покрашены в соответствии с принадлежностью к той или иной цепи |
color chain |
Очень удобно, чтобы быстро увидеть, где какая цепь в мультиферментном комплексе |
color structure |
Цвета устанавливаются в соответствии с вторичной структурой |
color structure |
|
background COLOR |
Устанавливает цвет фона |
background white |
Эта команда глобальная, то есть применяется не к выделенному сету, а вообще |
Отображение атомов |
|||
cpk VALUE |
Показывает все выбранные атомы в виде сфер |
cpk |
Величина VALUE определяет размер атомов. Если ее не задать, каждый атом будет иметь свой Ван-дер-Ваальсовый радиус. Параметр "off" отключает это представление |
wireframe VALUE |
Показывает все химические связи в выбранном наборе атомов |
wireframe |
Величина VALUE определяет толщину линий. Если ее не задать, толщина будет минимальной. Параметр "off" отключает это представление |
backbone VALUE |
Рисует линии между всеми Cα-атомами (внимание, это не химические связи) |
wireframe |
См. описание для wireframe |
ribbons VALUE |
Остов белка будет представлен в виде ленточной модели. Подходит для рассмотрения топологии |
ribbons |
VALUE точно так же определяет толщину линий, но часто его опускают, так как дефолтная толщина выглядит лучше всего |
cartoons VALUE |
Еще один вариант "симпатичного" модельного изображения белка |
cartoons |
VALUE точно так же определяет толщину линий, но часто его опускают, так как дефолтная толщина выглядит лучше всего |
Добавление подписей к выбранному множеству атомов |
|||
label PARAMETER |
Каждый из выделенных атомов будет подписан в соответствии с параметром, поданным на вход команде (см. ниже подробности) |
label on |
Иногда бывает удобнее добавить подпись на уже готовый рисунок вручную |
PARAMETER |
Результат |
||
%a |
Условное имя атома (N, O, CA, CB и т.п.) |
||
%c |
К какой цепи принадлежит атом |
||
%e |
Элемент, к которому принадлежит атом (N, O, C, P, S и т.п.) |
||
%i |
Порядковый номер атома (не остатка) |
||
%m |
Однобуквенный код аминокислоты, к которой принадлежит атом |
||
%n |
Трехбуквенный код аминокислоты, к которой принадлежит атом |
||
%r |
Номер аминокислотного остатка, к которому принадлежит атом |
||
ON |
Включить подписи |
||
OFF |
Выключить подписи |
||
<любая строка> |
Подписать атом этой строкой |
||
hover PARAMETER |
Работает аналогично label, но выбранные подписи будут показываться не всегда, а только при наведении мыши на атом |
hover MY_RESIDUE |
|
set fontsize VALUE |
Задает размер шрифта для подписей |
set fontsize 10 |
Размер по умолчанию – 8 |
set labeloffset X Y |
Задает отступ подписи от атома |
set labeloffset 1 1 |
|
Создание собственных имен для наборов |
|||
define NAME SET |
Создает соответствие между выбранным именем NAME и набором атомов SET |
define MY_SITE ((26-28, 89, 100-113) and *A) |
Обычно используется если нужно определить как единый элемент сложную совокупность атомов |
Разное (обычно используется при написании скриптов) |
|||
rotate AXIS ANGLE |
Вращает молекулу вдоль указанной оси AXIS на угол ANGLE (угол от -180? до 180?) |
rotate X 50 |
Названия осей – X, Y и Z. Их расположение относительно экрана приведено на рисунке ниже |
center SET |
Указывает центр, относительно которого будет происходить вращение. |
center |
Если SET указывает не на конкретный атом, а на любое множество атомов (например, цепь) – будет выбрана точка с усредненными по осям координатами (очень грубо – "центр масс") |
echo WHAT |
Выписывает выражение WHAT в консоль |
echo I have learned Jmol! |
|
#comment/whatever |
Строчка после "#" игнорируется; можно использовать ее в качестве комментария к скрипту |
#Here is the comment |
|
script PATH |
Вызывает скрипт с именем PATH |
script myscript.txt |
Должен лежать в директории с Jmol |
|
Рисунок 1. Оси координат. |
3) Визуализация водородных связей
Команда |
Описание |
Пример использования |
Комментарий |
В Jmol водородные связи вычисляются только между остовными азотами и кислородами (в белках) и комплементарными основаниями (в ДНК/РНК) |
|||
calculate hbonds |
Вычислить пары атомов, связанных водородными связями |
|
Вычисляет и показывает |
calculate hbonds structure |
Применить другой метод (dssp)- вычисления водородных связей |
|
|
hnonds off или on |
Скрыть/показать водородные связи |
|
Результат - только для выбранного множества |
hnonds <число> |
Установить толщину черточек, изображающих водородную связь |
hbonds 50 |
толщина 50 у.е. |
|
|
hbonds 1.0 |
толщина 1 ангстрем |
color hbonds COLOR |
Изобразить водородные связи цветом COLOR |
hbonds green |
|