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

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

Загрузили структуру 1lmp

cmd.fetch("1lmp")
cmd.remove("solvent")
cmd.bg_color("black")
cmd.color("blue")
cmd.do('''
util.cnc hetatm
set ray_shadows, off
set cartoon_highlight_color, grey50
set field_of_view, 70''')
cmd.cartoon("dumbbell", "ss h")
cmd.zoom()

import time
from IPython.display import Image

Сделаем изображение нашей структуры до применения Sculpting

cmd.png('C:\Users\kseni\Desktop\lmp.png')
time.sleep(2)
Image(filename='C:\Users\kseni\Desktop\lmp.png')

При помощи sculpting структура стала похожа на пластилин, и была изменена.

Image(filename='C:\Users\kseni\Desktop\sculpt.png')

Далее нужно было выбрать остаток, мутация в котором привела бы к потере связывания с лигандом. Для этого был изучен участок связывания с лигандом.

cmd.reinitialize()
cmd.fetch("1lmp")
cmd.remove("solvent")
cmd.bg_color("black")
cmd.color("blue")
cmd.do('''
util.cbac hetatm
set ray_shadows, off
set cartoon_highlight_color, grey50
set field_of_view, 70
select bindsite, byres m. 1lmp  and (hetatm around 3.5)
show sticks, bindsite
util.cbap bindsite
''')
cmd.cartoon("dumbbell", "ss h")
cmd.orient("hetatm")
cmd.zoom("hetatm", "10")

cmd.dist("hydrbonds", "m. 1lmp and (not hetatm)", "hetatm", "3.5", "2")
cmd.do('''
label bindsite and n. ca and resi 35, "%s%s" % (resn, resi)
set label_color, white
''')

Остаток GLU35, который образует водородную связь с лигандом, был выбран для внесения мутации.

Image(filename='C:\Users\kseni\Desktop\part.png')

cmd.hide("labels")
cmd.delete("hydrbonds")
from pymol import wizard
cmd.wizard("mutagenesis")
cmd.do("refresh_wizard")

Заменим GLU на MET

cmd.get_wizard().set_mode("MET")
cmd.get_wizard().do_select("resi 35")
cmd.get_wizard().apply()
cmd.set_wizard("done")

cmd.do('''
util.cbag resi 35
label n. ca and resi 35, "%s%s" % (resn, resi)
''')
cmd.dist("hydrbonds2", "m. 1lmp and (not hetatm)", "hetatm", "3.5", "2")

2.9045166969299316

После замены этот остаток перестал участвовать в связи с лигандом.

Image(filename='C:\Users\kseni\Desktop\mutagenes.png')

Далее необходимо сделать фильм, совмещающий структуры без мутации и с ней.

cmd.delete("hydrbonds2")
cmd.hide("sticks", "not resi 35")
cmd.fetch("1lmp", "nomut")
cmd.remove("solvent")
cmd.cartoon("dumbbell", "ss h")
cmd.color("orange", "nomut")
cmd.do('''
util.cbac hetatm
show sticks, resi 35
util.cnc nomut and resi 35
''')
cmd.do('''
label resi 35, "%s%s" % (resn, resi)
''')
cmd.hide("labels")

cmd.do('''
set matrix_mode, 1
set movie_panel, 1
set cache_frames, 1
mset 1-200                      
frame 1
zoom nomut, -1
translate [10,0,0], object=1lmp  
mview store                     
mview store, object=nomut         
mview store, object=1lmp 
frame 20
zoom nomut, -1
translate [-5,0,0], object=1lmp  
mview store                     
mview store, object=nomut         
mview store, object=1lmp   
frame 40    
super 1lmp, nomut
mview store                     
mview store, object=nomut         
mview store, object=1lmp 
mview interpolate, object=1lmp
frame 80                        
orient hetatm                  
mview store                     
mview store, object=nomut        
mview store, object=1lmp 
frame 100                        
orient hetatm                  
mview store                     
mview store, object=nomut        
mview store, object=1lmp        
frame 130                      
orient resi 35                        
mview store                     
mview store, object=nomut         
mview store, object=1lmp 
frame 140                      
orient resi 35    
label resi 35 and 1lmp and n. ca, "%s%s" % (resn, resi)
mview store                     
mview store, object=nomut         
mview store, object=1lmp 
frame 160                      
orient resi 35 
label resi 35 and nomut and n. cb, "%s%s" % (resn, resi)
mview store                     
mview store, object=nomut         
mview store, object=1lmp 
frame 165
orient resi 35                        
mview store                     
mview store, object=nomut         
mview store, object=1lmp 
frame 190
mview reinterpolate, object=nomut
mview reinterpolate, object=1lmp
frame 1
mplay                           
''')

import io
import base64
from IPython.display import HTML

video = io.open(r'C:\Users\kseni\Desktop\movie.mp4', 'r+b').read()
encoded = base64.b64encode(video)
HTML(data='''<video alt="test" controls>
                <source src="data:video/mp4;base64,{0}" type="video/mp4" />
             </video>'''.format(encoded.decode('ascii')))

Затем нужно присоединить флуоресцентную метку TAMRA через сложноэфирную связь к OH- группе белка

cmd.reinitialize()
cmd.load('C:\Users\kseni\Desktop\Tamra.sdf')
cmd.remove('tamra and id 4')
cmd.select('at', 'id 32')

1

cmd.do('''fetch 1lmp, async=0''')
cmd.remove('solvent')
cmd.select('ser', '/1lmp//A/SER`15')
cmd.hide('sticks', '1lmp')
cmd.show('cartoon', '1lmp')
cmd.show('sticks', 'ser')
cmd.color('tv_red', 'ser')
cmd.select('og','/1lmp//A/SER`15/OG')
cmd.color('blue', 'og')
cmd.set('cartoon_transparency','0.3')

cmd.fuse('at', 'og', 1)
cmd.torsion(-40.0)

cmd.zoom('1lmp')
cmd.turn("y", "80.0")
cmd.unpick()

cmd.bg_color("white")

cmd.png('C:\Users\kseni\Desktop\Tamra.png')
time.sleep(2)
Image(filename='C:\Users\kseni\Desktop\Tamra.png')

Далее нужно построить поли-аланиновую альфа спираль длинной 100 аминокислот.

cmd.reinitialize()
phi = -60
psi = -45
cmd.fragment('ala')
acid = 'ala'
for i in range (2,101):
    cmd.edit("i. %i & n. C" % i)
    cmd.do('editor.attach_amino_acid("pk1", "%s")' % acid)
    cmd.set_dihedral("i. %i & n. N" % i, "i. %i & n. CA" % i,
                    "i. %i & n. C" % i, "i. %i & n.  N" % (i+1),
                     phi)
    cmd.set_dihedral("i. %i & n.  C" % i, "i. %i & n. N" % (i+1),
                     "i. %i & n. CA" % (i+1), "i. %i & n. C" % (i+1),
                     psi)

cmd.zoom()
cmd.unpick()

cmd.png('C:\Users\kseni\Desktop\polyala.png')
time.sleep(2)
Image(filename='C:\Users\kseni\Desktop\polyala.png')