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PyMOL脚本、命令、插件¶
PyMOL支持Python 编程语言，故可以借助python让pymol无所不能，pymol除了显示软件，也能成为计算软件。 脚本：把pymol作为一个模块，实现一些计算功能。 命令：pymol中内置了一些命令，如color、dist等，我们也可以自定义新的命令。 插件：pymol中内置了一些插件，如apbs-pdb2pqr等，我们也可以自定义插件。 注解 编写PyMOL脚本、命令、插件，需要有一定的python基础。python教程：HOW2PY 安装PyMOLwiki中的命令¶这里我以这个命令 `FocalBlur`_ 为例进行演示。 下载 focal_blur.py脚本，https://raw.githubusercontent.com/Pymol-Scripts/Pymol-script-repo/master/focal_blur.py 比如下载到D盘根目录下面 d:/focal_blur.py 打开pymol,在命令窗口输入run d:/focal_blur.py 就完成了安装。 运行命令 FocalBlur aperture=4,samples=400,ray=0FocalBlur一共有5个参数： aperture samples ray width height该命名和单反的光圈相关，控制景深的。 需要开启ray=1 才能看到光圈景深的效果 修改PyMOL的默认设置¶我个人习惯保存突变的时候使用白色背景、关闭光照阴影，而默认的是透明背景， 每次保存图片的时候都需要用命令” set ray_opaque_background, 1 “设置白色背景，比较麻烦。 我们可以通过下面的方法，修改PyMOL的默认设置。 建议创建一个脚本 pymolset.py, 假设该脚本存放在D盘 # AUTOGENERATED FILE from pymol import cmd, invocation cmd.set("bg_rgb", 'white') cmd.set("ray_opaque_background", '1') cmd.set("ray_shadow", 'off')如果不知道如何定义pymolset.py，可以通过 save_settings.py 如果无法下载从国外网站下载，可通过下面的百度云链接进行下载。 链接：https://pan.baidu.com/s/1vWNU5ssyOTvMkPAHVqQ27g?pwd=ejsg 提取码：ejsg在PyMol 命令窗口下，先修改成自己想要的设置，运行下面的命令就可以自动生成pymolset.py 文件。 run save_settings.py save_settings pymolset.py生成pymolset.py后，用文本编辑器打开进行编辑修改，保留自己需要设置就可以了。 创建命令¶这里我举一个例子: 计算两个苯环之间的距离或者五元环和苯环之间的距离。 拓展：计算2个object的中心距离。 首先我们为命令起名字，要求是简洁高效，通过命令就能猜测到这个命令的功能。 这里我起的脚本名 dist_center。 核心是在python 脚本中定义这个函数，并cmd.extend拓展命令。 框架如下 1 2 3 4from pymol import cmd def dist_center(obj1="obj01",obj2="obj02",showflag=True): pass cmd.extend("dist_center", dist_center)完整代码(dist_center_2obj.py)如下： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66""" DESCRIPTION measure the distance between the centers of two objects the object usually is benzene, pyridine and other cyclo object more information at: http://pymol.chenzhaoqiang.com/intro/advanceManual.html AUTHOR Zhaoqiang Chen, 2017 Please inform me if you use/improve/like/dislike/publish with this script. email: [email protected] """ from pymol import cmd,math def getcenterofatoms(atoms): ''' ''' x=0 y=0 z=0 for atm in atoms: x+=atm.coord[0] y+=atm.coord[1] z+=atm.coord[2] numatm=float(len(atoms)) x=x/numatm y=y/numatm z=z/numatm return [x,y,z] def getdist(cen1,cen2): ''' ''' dx=cen1[0]-cen2[0] dy=cen1[1]-cen2[1] dz=cen1[2]-cen2[2] dist=dx*dx+dy*dy+dz*dz return math.sqrt(dist) def dist_center(obj1="obj01",obj2="obj02",showflag=True): ''' usage1: dist_center obj01,obj02 usage2: dist_center obj01,obj02,1 usage3: dist_center obj01,obj02,0 usage1 is equal to usage2! ''' obj1atoms=cmd.get_model(obj1).atom obj2atoms=cmd.get_model(obj2).atom obj1center=getcenterofatoms(obj1atoms) obj2center=getcenterofatoms(obj2atoms) dist = getdist(obj1center,obj2center) print("distance: %.2f"%(dist )) if showflag: cmd.pseudoatom('cen1', pos=obj1center) cmd.pseudoatom('cen2', pos=obj2center) cmd.distance("dist","cen1","cen2") cmd.extend("dist_center", dist_center)演示如下： 载入蛋白，运行run dist_center_2obj.py命令； 把TRY-72侧链苯环6个原子保存为obj01; 把HIS-351侧链咪唑环的5个原子保存为obj02; 运行命令 dist_center obj01,obj02 即可测量距离。 基于states的号码导出分子¶场景： 虚筛挑选分子的时候，记录感兴趣的state。 思路： 1. 需要保存的states转换成列表。 2. 迭代states进行保存。 代码文件 save_states.py ： from pymol import cmd def save_states(obj,states=""): ''' save_states obj01,states ="1,3,4" ''' stats = [] states=states.replace('"','') for i in states.split(','): print(i) i=int(i) stats.append(i) for i in stats: newfilename="%s_%s.sdf"%(obj,i) cmd.save(newfilename,obj,state=i) cmd.extend("save_states",save_states)使用说明： run save_states.py save_states obj01,states ="1,3,4" 显示蛋白残基之间的盐桥¶思路： 先定位带负电荷的氨基酸上的羧基上的氧原子； 然后定位正电荷氨基的Lys 上的带正电荷的N原子； 最后显示这两类原子在4A范围之内的配对情况。方法1 命令行版本 注解 PyMOL>select negative, (resn ASP+Glu and name OD*+OE*) PyMOL>select positive, (resn Lys and name NZ) or (resn arg and name NE+NH*) PyMOL>distance saltbridge, (negative ), (positive ), 4.0, 0 PyMOL>select negative, (resn ASP+Glu and name OD*+OE*) PyMOL>select positive, (resn Lys and name NZ) or (resn arg and name NE+NH*) PyMOL>distance saltbridge, (negative ), (positive ), 4.0, 0方法2 拓展成一个命令 saltbridge.py from pymol import cmd def show_saltbridge(dist=4.0): cmd.select("negative","resn ASP+Glu and name OD*+OE*") cmd.select("positive","(resn Lys and name NZ) or (resn arg and name NE+NH*)") cmd.distance("saltbridge","negative","positive",dist,0) cmd.extend("show_saltbridge", show_saltbridge)使用命令 PyMOL>run saltbridge.py PyMOL>show_saltbridge 3 PyMOL>show_saltbridge用法如图所示： 两个氨基酸之间存在黄色虚线，说明这个氨基酸存在盐桥。 把蛋白装入盒子中，并可视化长宽高¶计算蛋白的长宽高，并可视化。 下载脚本(右击另存为) addproteinBox.py 。 在PyMOL 命令行，运行下述命令，就可以该蛋白添加盒子，并显示长宽高。 PyMOL>run addproteinBox.py PyMOL>add_proteinbox 4hbk 左下角显示XYZ坐标¶VMD左下角默认会显示XYZ坐标，PyMOL也可以做到。 下载脚本(右击另存为) axes.py 。 在PyMOL 命令行，运行下述命令，就可以添加XYZ坐标了。 PyMOL>run axes.py PyMOL>axes 加载坐标颜色文件¶文件(test.xyzrgb)格式如下 test.xyzrgb x y z r g b下载笔者编写的脚本 loadxyzrgb_sub.py 在 PyMOL 命令行，运行下述命令，就可以可视化坐标颜色文件了。 PyMOL>run loadxyzrgb_sub.py PyMOL>loadxyzrgb test.xyzrgb 提取配体周围的位点¶ from pymol import cmd from pymol import util # example 6SP6 KJK A def extractSiteByLig(pdbid,ligid,radius=4,chainid=None): ''' ''' cmd.delete('all') cmd.fetch(pdbid) if not chainid: cmd.select("ligall","resn %s"%ligid) atms_lig = cmd.get_model("ligall").atom chains_lig = [ atom.chain for atom in atms_lig ] chains_lig = list(set(chains_lig)) chainid = chains_lig[0] cmd.select("lig_%s"%chainid," chain %s and resn %s "%(chainid,ligid)) cmd.select("site","byres (lig_%s expand %s)"%(chainid,radius)) cmd.create("pocket","site") cmd.disable("all") cmd.enable("pocket") cmd.do("as sticks,pocket") util.cba(144,"pocket") util.cba(120,"pocket and resn %s"%ligid) newfile="%s_%s_%s_%s.pdb"%(pdbid,ligid,chainid,radius) cmd.save(newfile,"site") # extractSiteByLig 6SP6, KJK cmd.extend("extractSiteByLig",extractSiteByLig) pdbid = '6SP6' ligid = 'KJK' extractSiteByLig(pdbid,ligid) 突变mutate命令行插件¶编写mutate命令插件脚本mutate.py from pymol import cmd #refer: https://pymolwiki.org/index.php/Rotkit #qq group: 294266356 def mutate(molecule, chain, resi, target="CYS", mutframe="1"): target = target.upper() cmd.wizard("mutagenesis") cmd.do("refresh_wizard") cmd.get_wizard().set_mode("%s" % target) selection = "/%s//%s/%s" % (molecule, chain, resi) cmd.get_wizard().do_select(selection) cmd.frame(str(mutframe)) cmd.get_wizard().apply() # cmd.set_wizard("done") cmd.set_wizard() # cmd.refresh() cmd.extend("mutate", mutate)或者直接下载笔者编写的脚本 mutate.py 在 PyMOL 命令行，运行下述命令，就可以添加mutate命令了。 PyMOL>run mutate.py PyMOL>mutate 4hbk, chain=A, resi=2, target=SER 单点全扫描突变插件¶插件： from pymol import cmd from pymol import cmd #refer: https://pymolwiki.org/index.php/Rotkit #qq group: 294266356 def mutate(molecule, chain, resi, target="CYS", mutframe="1"): target = target.upper() cmd.wizard("mutagenesis") cmd.do("refresh_wizard") cmd.get_wizard().set_mode("%s" % target) selection = "/%s//%s/%s" % (molecule, chain, resi) cmd.get_wizard().do_select(selection) cmd.frame(str(mutframe)) cmd.get_wizard().apply() # cmd.set_wizard("done") cmd.set_wizard() # cmd.refresh() cmd.extend("mutate", mutate) resns=[''] def mutate_others(objname="P4G3",chain='A',resi=1): ''' help: mutate_others objname,118 mutate_others P4G3,A,7 ''' RESIDUES=['ALA', 'ILE', 'LEU', 'MET', 'VAL', 'PHE', 'TRP', 'TYR', 'ASN', 'CYS', 'GLN', 'SER', 'THR', 'ASP', 'GLU', 'ARG', 'HIS', 'LYS', 'GLY', 'PRO'] for resn in RESIDUES: newfile="%s_%s_%s"%(objname,resi,resn) # cmd.mutate() cmd.do( 'mutate %s,%s,%s,%s'%(objname, chain, resi, resn)) cmd.save("%s.pdb"%newfile,objname) cmd.extend("mutate_others", mutate_others)用法： 对P4G3蛋白的A链上的7号残基进行全扫描突变并保存文件 mutate_others P4G3,A,7 平均构象 states_avg.py¶Cameron Mura 在2005年写了一个脚本 average3D.py ， 该脚本太旧而无法使用，笔者在其基础上进行了修改，创建脚本 mutate.py 。 注解 在修改过程，遇到内存崩溃的坑，解决办法为states创建独立的变量。 obj_states=[] 代码如下： """ AUTHOR: Cameron Mura ; 07/2005 update: zhaoqiang Chen ; 05/2022 support python3 http://www.bioinformatics.org/cgi-bin/viewvc.cgi/pdbwiki/trunk/scripts/average3d/average3d.py?revision=36&view=markup SYNOPSIS: Python module "average3d.py" for averaging 3D coordinates of multiple states of a single PyMOL molecular object USAGE: See this source file for now... in particular, any notes under individual function definitions, such as 'avgStates()'. refer: average3D.py http://www.bioinformatics.org/cgi-bin/viewvc.cgi/pdbwiki/trunk/scripts/average3d/average3d.py?revision=36&view=markup The script(average3D.py) is too old and outdated to use, so I created the script "states_avg.py". run e:/states_avg.py fetch 1wym states_avg 1wym """ from pymol import cmd from math import sqrt,pow def states_avg(objectstr='all'): ##save mem # cmd.undo_disable() objectstr= str(objectstr) first=int(1) last=int(0) num_states_tot = cmd.count_states(objectstr) print("num states",num_states_tot) last=num_states_tot num_states2avg = last - first + 1 newobj='%s_avg'%(objectstr) cmd.create(newobj,objectstr,1) tmpobj='%s_avgtmp'%(objectstr) cmd.create(tmpobj,objectstr,1) newobj_chempy = cmd.get_model(tmpobj,1) obj_states=[] for s in range(1,num_states2avg+1): stat = cmd.get_model(objectstr,s) obj_states.append(stat) # any object index start from 1 for at in newobj_chempy.atom: this_at_idx = at.index sum_x = sum_y = sum_z = 0.0 avg_x = avg_y = avg_z = 0.0 for s in range(1,num_states2avg+1): this_x = obj_states[s-1].atom[this_at_idx-1].coord[0] this_y = obj_states[s-1].atom[this_at_idx-1].coord[1] this_z = obj_states[s-1].atom[this_at_idx-1].coord[2] sum_x += this_x sum_y += this_y sum_z += this_z # print(sum_x,sum_y,sum_z) avg_x = sum_x / num_states2avg avg_y = sum_y / num_states2avg avg_z = sum_z / num_states2avg # # at.coord[0] = avg_x # at.coord[0] = avg_y # at.coord[0] = avg_z # print(avg_x,avg_y,avg_z,this_at_idx) cmd.alter_state(1,'%s and index %d'%(newobj,this_at_idx),'x=%.3f'%avg_x) cmd.alter_state(1,'%s and index %d'%(newobj,this_at_idx),'y=%.3f'%avg_y) cmd.alter_state(1,'%s and index %d'%(newobj,this_at_idx),'z=%.3f'%avg_z) # print("update success") print("update success ^ ^ congratulations") cmd.delete(tmpobj) # make it directly callable in PyMOL: cmd.extend('states_avg',states_avg)使用方法： 下载笔者编写的脚本 mutate.py ，保存到E盘， 这里以PDB ID: 1WYM为例，运行如下命令： run e:/states_avg.py fetch 1wym states_avg 1wym PyMol的宏录制¶点击 File->Log File-> Open File 填写宏的名字 xxx.pml 然后操作PyMOL， 操作完成后点击 File->Log File-> close; 文本编辑器（如vscode）打开宏文件就可以查看里面的命令。 |
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