Работа в Pymol

from xmlrpclib import ServerProxy

import __main__
__main__.pymol_argv = [ 'pymol', '-x' ]

import pymol
pymol.finish_launching()
from pymol import cmd,stored

Для изучения возможностей Pymol как пакета для моделирования была выбрана модель лизоцима (1LMP)

cmd.reinitialize()
cmd.fetch('1lmp')
cmd.remove('solvent')
cmd.color('deepteal')
cmd.do('''
color deepsalmon, hetatm''')
cmd.zoom()

С помощью инструмента Sculpting можно изменять вручную структуру белка. Ниже представлены картинки до и после применения Wizard->Sculpting.

cmd.png(filename='pic_1.png',width='10cm',dpi=300, ray=1)

cmd.zoom()
cmd.png(filename='pic_2.png',width='10cm',dpi=300, ray=1)

Рис. 1. Модель 1LMP до применения Sculpting.	Рис. 2. Модель 1LMP после применения Sculpting

Хорошо видно, что с помощью данного инструмента можно как угодно (в том числе биологически необоснованно) менять структуру белка, как будто его модель пластилиновая.

Далее проведем мутагенез: выберем остаток, участвующий в связывании лиганда, и заменим его на другой таким образом, чтобы пропала водородная связь с лигандом.

cmd.reinitialize()
cmd.fetch('1lmp')
cmd.remove('solvent')
cmd.color('deepteal')
cmd.do('''
util.cbas hetatm
select pocket, byres m. 1lmp  and (hetatm around 3.5)
show sticks, pocket
util.cbaw pocket
''')
cmd.orient('hetatm')
cmd.zoom('hetatm', '20')

cmd.dist('hbonds', 'm. 1lmp and (not hetatm)', 'hetatm', '3.5', '2')
cmd.do('''
label pocket and n. ca and resi 59, "%s%s" % (resn, resi)
set label_color, black
''')
cmd.zoom('hetatm', '3')

cmd.png(filename='pic_3.png',width='10cm',dpi=300, ray=1)

На Рис. 3 показано место связывания лигандов с лизоцимом из модели 1LMP и водородные связи, участвующие во взаимодействии. В частности, одним из остатков белка, вовлеченных в образование водородной связи с лигандом, является Asn59, что подтверждается данными с сайта PDB (Рис. 4). Он и был выбран для мутагенеза.

Рис. 3. Место связывания лиганда в лизоциме. Лиганд показан розовым, белок - бирюзовым, а остатки, образующие водородные связи с лигандом - светло-серым. Отмечены водородные связи (полярные атомы на расстоянии меньше или равном 3.5 А.	Рис. 4. Лиганд и остатки лизоцима, образующие с ним водородные связи. Модель с сайта PDB. Зеленым обведен контакт выбранного для мутагенеза остатка Asn59 с лигандом.

cmd.png(filename='pic_5.png',width='10cm',dpi=300, ray=1)

Далее проведем мутагенез выбранного остатка Asn59, заменив его на аланин.

cmd.delete('hbonds')
cmd.hide('sticks', 'not resi 59')

from pymol import wizard