pymol使用教程中文

pymol使用教程中文第一章PyMOL安裝與啟動(dòng)

1.了解PyMOL

PyMOL是一款強(qiáng)大的分子建模軟件，廣泛應(yīng)用于生物化學(xué)、分子生物學(xué)等領(lǐng)域，能夠進(jìn)行分子結(jié)構(gòu)的可視化、分析以及分子動(dòng)力學(xué)模擬等操作。

2.下載PyMOL

首先，訪問(wèn)PyMOL的官方網(wǎng)站（/），在下載頁(yè)面選擇適合您操作系統(tǒng)的版本。PyMOL提供了多種版本的安裝包，包括Windows、macOS和Linux版本。

3.安裝PyMOL

-Windows：下載完成后，雙擊安裝包，按照提示進(jìn)行安裝。安裝過(guò)程中，建議選擇“全部”安裝類型，以便安裝所有功能。

-macOS：下載完成后，打開(kāi)安裝包，將PyMOL拖拽到應(yīng)用程序文件夾中。

-Linux：下載完成后，解壓安裝包，進(jìn)入解壓后的文件夾，運(yùn)行安裝腳本。

4.啟動(dòng)PyMOL

-Windows和macOS：打開(kāi)應(yīng)用程序文件夾，找到PyMOL圖標(biāo)，雙擊運(yùn)行。

-Linux：在終端中進(jìn)入PyMOL安裝目錄，運(yùn)行命令`pymol`。

5.熟悉PyMOL界面

啟動(dòng)PyMOL后，您將看到以下界面：

-菜單欄：包含各種操作命令，如文件、編輯、視圖等。

-工具欄：提供常用工具，如旋轉(zhuǎn)、縮放、平移等。

-命令行：用于輸入PyMOL命令，實(shí)現(xiàn)更豐富的功能。

-視圖窗口：顯示分子結(jié)構(gòu)，可以進(jìn)行各種操作。

6.測(cè)試PyMOL

為了驗(yàn)證PyMOL是否安裝成功，您可以嘗試加載一個(gè)分子結(jié)構(gòu)。在命令行中輸入以下命令：

```

loadfile.pdb

```

其中，`file.pdb`是您想要加載的分子結(jié)構(gòu)文件。如果PyMOL能夠成功顯示分子結(jié)構(gòu)，那么PyMOL安裝成功。

第二章導(dǎo)入與查看分子結(jié)構(gòu)

1.準(zhǔn)備分子文件

在使用PyMOL之前，你需要準(zhǔn)備好分子結(jié)構(gòu)文件。這些文件通常以`.pdb`、`.mol2`、`.cif`等格式存在。這些文件可以從蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)銀行（PDB）或其他生物信息學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)中下載。

2.導(dǎo)入分子文件

打開(kāi)PyMOL后，點(diǎn)擊菜單欄中的“文件”（File），然后選擇“打開(kāi)”（Open）。在彈出的對(duì)話框中，找到你的分子文件，選中它，然后點(diǎn)擊“打開(kāi)”。PyMOL會(huì)自動(dòng)加載這個(gè)分子，你可以在視圖窗口中看到它。

3.查看分子結(jié)構(gòu)

-調(diào)整視角：你可以使用鼠標(biāo)滾輪來(lái)縮放分子結(jié)構(gòu)，點(diǎn)擊并拖動(dòng)鼠標(biāo)來(lái)旋轉(zhuǎn)視角，按住Alt鍵并拖動(dòng)鼠標(biāo)來(lái)平移視角。

-切換顯示方式：在工具欄中，你可以找到不同的顯示模式按鈕，如“球棍模型”（BallandStick）、“線條模型”（Line）、“表面模型”（Surface）等。點(diǎn)擊這些按鈕可以切換不同的顯示方式，以便更清晰地觀察分子的不同特征。

4.選擇與隱藏

-選擇分子：有時(shí)候你可能只想查看分子的一部分。在命令行中，你可以使用`select`命令來(lái)選擇特定的原子或分子。例如，輸入`selecthydrogens`會(huì)選擇所有的氫原子。

-隱藏分子：如果你想要隱藏某些部分，可以使用`hide`命令。比如，輸入`hideeverything`會(huì)隱藏所有顯示的分子，或者`hidenothydrogens`會(huì)隱藏除了氫原子以外的所有部分。

5.實(shí)際操作

比如，你下載了一個(gè)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)文件，想要查看它的三維結(jié)構(gòu)。首先，導(dǎo)入這個(gè)文件，然后嘗試切換到不同的顯示模式，比如先看球棍模型，再看表面模型。接著，你可以使用`select`和`hide`命令來(lái)隱藏掉溶劑分子或者只顯示特定的鏈。

第三章分子結(jié)構(gòu)的操作與調(diào)整

1.調(diào)整分子位置

有時(shí)候，你導(dǎo)入的分子可能不在視圖的中心，或者你需要對(duì)分子的位置進(jìn)行微調(diào)。在PyMOL中，你可以直接用鼠標(biāo)拖動(dòng)分子來(lái)移動(dòng)它，或者使用命令行輸入相應(yīng)的命令來(lái)精確控制。

-用鼠標(biāo)拖動(dòng)：將鼠標(biāo)指針移至視圖窗口中的分子上，點(diǎn)擊并按住鼠標(biāo)左鍵，拖動(dòng)鼠標(biāo)到你想要的位置后松開(kāi)。

-使用命令行：在命令行中，你可以使用`move`命令來(lái)移動(dòng)分子。例如，輸入`movex,10`會(huì)將分子沿x軸移動(dòng)10個(gè)單位。

2.旋轉(zhuǎn)分子

為了更好地觀察分子的不同角度，你可能需要對(duì)分子進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。

-用鼠標(biāo)旋轉(zhuǎn)：和調(diào)整位置類似，按住鼠標(biāo)左鍵并拖動(dòng)，就可以旋轉(zhuǎn)分子。

-使用命令行：在命令行中，你可以使用`turn`命令來(lái)旋轉(zhuǎn)分子。比如，`turny,90`會(huì)將分子沿y軸旋轉(zhuǎn)90度。

3.縮放分子

有時(shí)候分子太大或太小，不利于觀察，你可以對(duì)其進(jìn)行縮放。

-用鼠標(biāo)縮放：滾動(dòng)鼠標(biāo)滾輪即可實(shí)現(xiàn)縮放。

-使用命令行：在命令行中，你可以使用`scale`命令來(lái)縮放分子。例如，輸入`scale1.5`會(huì)將分子的顯示大小放大1.5倍。

4.分子測(cè)量

在實(shí)際操作中，你可能需要測(cè)量分子中原子之間的距離或者角度。

-測(cè)量距離：在工具欄中點(diǎn)擊“測(cè)量”（Measure）按鈕，然后在視圖窗口中點(diǎn)擊兩個(gè)原子，PyMOL會(huì)顯示它們之間的距離。

-測(cè)量角度：同樣使用“測(cè)量”工具，點(diǎn)擊三個(gè)原子，PyMOL會(huì)顯示它們之間的角度。

5.實(shí)操示例

假設(shè)你正在研究一個(gè)蛋白質(zhì)的活性位點(diǎn)，你想要精確地調(diào)整它的位置來(lái)觀察與其他分子的相互作用。你可以使用鼠標(biāo)拖動(dòng)或者命令行輸入`movex,5`來(lái)將蛋白質(zhì)沿x軸移動(dòng)5個(gè)單位，然后使用`turny,30`來(lái)旋轉(zhuǎn)蛋白質(zhì)，使其活性位點(diǎn)朝向你想要的方向。接著，你可以使用“測(cè)量”工具來(lái)測(cè)量活性位點(diǎn)中關(guān)鍵原子之間的距離，以便進(jìn)行后續(xù)的分析。

第四章分子結(jié)構(gòu)的顏色與樣式調(diào)整

1.改變分子顏色

在PyMOL中，你可以根據(jù)需要改變分子的顏色，讓它更加醒目或者區(qū)分不同的分子部分。

-用鼠標(biāo)操作：在工具欄中，找到“顏色”（Color）按鈕，選擇一個(gè)顏色，然后在視圖窗口中點(diǎn)擊你想要改變顏色的分子部分。

-使用命令行：在命令行中，你可以使用`color`命令來(lái)指定顏色。比如，輸入`colorred,sele`會(huì)將當(dāng)前選中的部分變成紅色，其中`Sele`是一個(gè)選擇集的名稱，你可以自己定義。

2.調(diào)整分子樣式

除了顏色，你還可以調(diào)整分子的樣式，比如表面的光滑度或者透明度。

-用鼠標(biāo)操作：在工具欄中，找到“表面”（Surface）按鈕，然后調(diào)整滑塊來(lái)改變表面的光滑度和透明度。

-使用命令行：在命令行中，你可以使用`set`命令來(lái)調(diào)整樣式。例如，輸入`setsurface_smoothing,1`來(lái)設(shè)置表面光滑度，或者`setsurface_transparency,0.5`來(lái)設(shè)置表面透明度為50%。

3.分子部分的選擇

在調(diào)整顏色和樣式之前，你需要先選擇分子的特定部分。

-用鼠標(biāo)選擇：你可以直接在視圖窗口中點(diǎn)擊分子的一部分來(lái)選中它，或者拖動(dòng)鼠標(biāo)來(lái)框選多個(gè)部分。

-使用命令行：在命令行中，你可以使用`select`命令來(lái)定義選擇集。例如，輸入`selecthydrophobic,resnALA+GLY+ILE+LEU+MET+PHE+VAL`會(huì)選擇所有的疏水性氨基酸。

4.實(shí)操示例

比如，你正在研究一個(gè)蛋白質(zhì)-配體復(fù)合物，你想要將蛋白質(zhì)的疏水性區(qū)域突出顯示。首先，你可以使用命令行中的`select`命令來(lái)選擇蛋白質(zhì)中的疏水性氨基酸。然后，使用`color`命令將這部分變?yōu)榧t色，以突出顯示。接下來(lái)，你可以使用`set`命令調(diào)整這部分表面的光滑度和透明度，使其更加突出。通過(guò)這些調(diào)整，你可以更清楚地看到蛋白質(zhì)的疏水性口袋，這對(duì)于理解配體結(jié)合機(jī)制非常有幫助。

第五章分子結(jié)構(gòu)的動(dòng)畫(huà)制作

1.制作簡(jiǎn)單的動(dòng)畫(huà)

在PyMOL中，你可以制作一些簡(jiǎn)單的動(dòng)畫(huà)，比如分子的旋轉(zhuǎn)、縮放或者移動(dòng)。

-使用命令行：首先，打開(kāi)動(dòng)畫(huà)模式，在命令行中輸入`movie`命令。然后，使用`mset`命令來(lái)設(shè)置動(dòng)畫(huà)的幀數(shù)，比如`mset100`表示設(shè)置100幀。接下來(lái)，你可以使用`move`、`turn`或者`scale`命令來(lái)定義每一幀的動(dòng)作，比如`movex,1`來(lái)逐幀沿x軸移動(dòng)分子1個(gè)單位。

2.添加動(dòng)畫(huà)過(guò)渡

為了讓動(dòng)畫(huà)看起來(lái)更自然，你可以在動(dòng)作之間添加過(guò)渡。

-使用命令行：在定義了動(dòng)作之后，使用`mview`命令來(lái)設(shè)置視圖的變化，比如`mview90,0,1`表示在100幀內(nèi)旋轉(zhuǎn)90度。

3.播放和保存動(dòng)畫(huà)

制作好動(dòng)畫(huà)后，你可以播放它來(lái)預(yù)覽效果。

-播放動(dòng)畫(huà)：在工具欄中，點(diǎn)擊播放按鈕，或者使用命令行輸入`play`命令。

-保存動(dòng)畫(huà)：如果你想保存動(dòng)畫(huà)，可以在命令行中輸入`moviesave,animation.mp4`來(lái)保存為MP4格式。

4.實(shí)操示例

假設(shè)你想要制作一個(gè)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)隨時(shí)間變化的動(dòng)畫(huà)。首先，打開(kāi)動(dòng)畫(huà)模式，并設(shè)置足夠的幀數(shù)來(lái)表示時(shí)間變化。然后，通過(guò)命令行逐步調(diào)整蛋白質(zhì)的位置或者形態(tài)，模擬時(shí)間變化的過(guò)程。每調(diào)整一次，就使用`mview`命令記錄下這一幀的變化。最后，播放動(dòng)畫(huà)查看效果，如果滿意，就可以將其保存為視頻文件。

5.注意事項(xiàng)

在制作動(dòng)畫(huà)時(shí)，要注意幀數(shù)和動(dòng)作的設(shè)置，以確保動(dòng)畫(huà)的流暢性。此外，保存動(dòng)畫(huà)時(shí)要注意選擇合適的格式和分辨率，以便在不同的平臺(tái)上播放。

第六章分子結(jié)構(gòu)的高級(jí)編輯與注釋

1.分子結(jié)構(gòu)的編輯

在PyMOL中，你可以對(duì)分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行一些高級(jí)編輯，比如刪除或者添加原子。

-刪除部分：有時(shí)候，你可能需要?jiǎng)h除分子中的某些部分。在命令行中，你可以使用`delete`命令。比如，輸入`deletewater`將會(huì)刪除所有的水分子。

-添加原子：如果你需要添加新的原子或者殘基，可以使用`add`命令。例如，輸入`addatom1`會(huì)在當(dāng)前選中的位置添加一個(gè)新的原子。

2.分子結(jié)構(gòu)的注釋

為了更好地理解和交流你的發(fā)現(xiàn)，你可以在分子結(jié)構(gòu)上添加注釋。

-添加文字注釋：在命令行中，使用`label`命令來(lái)添加文字注釋。例如，輸入`labelatom1,"MyAtom"`會(huì)在選中的原子上顯示文字“MyAtom”。

-添加箭頭注釋：使用`arrow`命令來(lái)添加指向特定部分的箭頭。例如，輸入`arrowatom1,atom2`會(huì)在原子1和原子2之間創(chuàng)建一個(gè)箭頭。

3.實(shí)操示例

假設(shè)你正在分析一個(gè)蛋白質(zhì)-配體復(fù)合物，你注意到配體上有一個(gè)特定的原子可能與蛋白質(zhì)的活性位點(diǎn)有關(guān)。你可以使用`select`命令選中這個(gè)原子，然后用`label`命令在它上面添加一個(gè)注釋，比如“關(guān)鍵原子”。接著，使用`arrow`命令從配體原子指向蛋白質(zhì)中的關(guān)鍵殘基，并在旁邊用`label`命令添加另一個(gè)注釋，比如“可能的相互作用位點(diǎn)”。

4.分子結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)更新

在分析過(guò)程中，分子結(jié)構(gòu)可能會(huì)有所變化，比如通過(guò)分子動(dòng)力學(xué)模擬。在PyMOL中，你可以實(shí)時(shí)更新分子結(jié)構(gòu)來(lái)反映這些變化。

-動(dòng)態(tài)加載：使用`load`命令加載新的分子結(jié)構(gòu)文件時(shí)，可以選擇`quiet`選項(xiàng)來(lái)避免重復(fù)加載已有的結(jié)構(gòu)。

-動(dòng)態(tài)更新：在模擬過(guò)程中，你可以使用`update`命令來(lái)刷新視圖窗口中的分子結(jié)構(gòu)。

5.注意事項(xiàng)

在進(jìn)行高級(jí)編輯和注釋時(shí)，要確保你的操作反映了真實(shí)的生物學(xué)意義。此外，保持注釋的清晰和簡(jiǎn)潔，以便其他人能夠理解你的分析和結(jié)論。

第七章分子結(jié)構(gòu)的分析與計(jì)算

1.分析分子特性

在PyMOL中，你可以對(duì)分子進(jìn)行各種分析，比如計(jì)算分子表面積或者體積。

-計(jì)算表面積和體積：使用命令行中的`measure`命令，可以計(jì)算分子的表面積和體積。例如，輸入`measuresurface,sele`會(huì)計(jì)算選中部分的表面積。

2.分析原子間相互作用

了解分子中的原子間相互作用對(duì)于研究生物分子的功能至關(guān)重要。

-查找氫鍵：在命令行中，使用`hbond`命令可以查找并顯示分子中的氫鍵。

-查找離子鍵和疏水相互作用：通過(guò)`ion`和`hydrophobic`命令，可以分別查找離子鍵和疏水相互作用。

3.實(shí)操示例

假設(shè)你正在研究一個(gè)酶的活性位點(diǎn)，你想要分析這個(gè)位點(diǎn)的表面積以及與配體的相互作用。首先，你可以使用`measure`命令來(lái)計(jì)算活性位點(diǎn)的表面積。然后，使用`select`命令選擇活性位點(diǎn)附近的原子，接著使用`hbond`命令查找與配體形成的氫鍵。這樣，你就可以得到活性位點(diǎn)的詳細(xì)相互作用信息。

4.分子動(dòng)力學(xué)模擬

PyMOL支持分子動(dòng)力學(xué)（MD）模擬結(jié)果的加載和分析。

-加載MD軌跡：使用`load`命令加載MD模擬產(chǎn)生的軌跡文件。

-分析MD數(shù)據(jù)：使用`mdanalysis`命令可以分析MD模擬的數(shù)據(jù)，比如計(jì)算原子間的距離隨時(shí)間的變化。

5.實(shí)操示例

如果你有一個(gè)蛋白質(zhì)的MD模擬軌跡，你想要分析蛋白質(zhì)在模擬過(guò)程中的穩(wěn)定性。首先，加載MD軌跡文件，然后使用`mdanalysis`命令來(lái)選擇特定的原子或殘基，并計(jì)算它們之間的距離隨時(shí)間的變化。這樣，你可以了解蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)在模擬過(guò)程中的動(dòng)態(tài)變化。

6.注意事項(xiàng)

在進(jìn)行分子結(jié)構(gòu)的分析與計(jì)算時(shí)，要確保你選擇的工具和命令適用于你的研究問(wèn)題。此外，對(duì)于復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析，可能需要結(jié)合其他專業(yè)軟件或編程語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)更高級(jí)的功能。

第八章分子結(jié)構(gòu)的導(dǎo)出與分享

1.導(dǎo)出分子圖像

在PyMOL中，你可以將分子結(jié)構(gòu)導(dǎo)出為圖片，以便在報(bào)告或者論文中使用。

-導(dǎo)出圖片：點(diǎn)擊菜單欄的“文件”（File），選擇“導(dǎo)出圖片”（ExportImage）。在彈出的對(duì)話框中，選擇圖片格式，比如PNG或JPG，設(shè)置圖片大小和分辨率，然后指定保存位置并命名文件。

-使用命令行：你也可以在命令行中使用`png`或`jpg`命令來(lái)導(dǎo)出圖片。例如，輸入`pngoutput.png,width=800,height=600`會(huì)導(dǎo)出一張寬度為800像素、高度為600像素的PNG圖片。

2.導(dǎo)出分子數(shù)據(jù)

有時(shí)候，你可能需要導(dǎo)出分子的坐標(biāo)數(shù)據(jù)或其他相關(guān)信息。

-導(dǎo)出坐標(biāo)：使用命令行中的`save`命令，可以導(dǎo)出分子的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。例如，輸入`savestructure.pdb,sele`會(huì)將選中的分子部分保存為PDB格式的文件。

-導(dǎo)出其他數(shù)據(jù)：PyMOL還允許導(dǎo)出其他類型的數(shù)據(jù)，如命令行中的`extract`命令可以導(dǎo)出分子的子集。

3.分享分子結(jié)構(gòu)

PyMOL提供了幾種方式來(lái)分享你的分子結(jié)構(gòu)。

-分享到PyMOLWiki：你可以在PyMOL的Wiki上創(chuàng)建一個(gè)頁(yè)面，上傳你的分子結(jié)構(gòu)，并添加描述和分析結(jié)果。

-使用PyMOL的云服務(wù)：如果你有PyMOL的云賬號(hào)，你可以將分子結(jié)構(gòu)上傳到云端，然后與他人分享鏈接。

4.實(shí)操示例

假設(shè)你剛剛完成了一個(gè)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的分析，并且想要將結(jié)果分享給同事。首先，你可以使用`png`命令導(dǎo)出一張高分辨率的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)圖片。然后，使用`save`命令將蛋白質(zhì)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)保存為PDB文件，以便同事可以在自己的PyMOL中打開(kāi)。最后，如果你想要更方便地分享，可以選擇將結(jié)構(gòu)上傳到PyMOL的云服務(wù)，并分享生成的鏈接。

5.注意事項(xiàng)

在導(dǎo)出圖片時(shí)，要注意選擇合適的格式和分辨率，以確保圖片在不同的顯示設(shè)備上都能清晰展示。此外，分享分子結(jié)構(gòu)時(shí)，確保你遵守了所有相關(guān)的數(shù)據(jù)使用和分享規(guī)定。

第九章分子結(jié)構(gòu)的擴(kuò)展功能與腳本編寫(xiě)

1.使用插件擴(kuò)展PyMOL功能

PyMOL支持插件，這些插件可以擴(kuò)展PyMOL的功能，比如添加新的顯示模式或分析工具。

-安裝插件：訪問(wèn)PyMOL的插件網(wǎng)站（/index.php/Category:Plugins），選擇你需要的插件，并按照說(shuō)明進(jìn)行安裝。

-使用插件：安裝完成后，在PyMOL的菜單欄中，你可以找到新安裝的插件，并按照其說(shuō)明進(jìn)行操作。

2.編寫(xiě)PyMOL腳本

PyMOL腳本可以幫助你自動(dòng)化重復(fù)性的任務(wù)，或者創(chuàng)建復(fù)雜的分析流程。

-編寫(xiě)腳本：打開(kāi)一個(gè)文本編輯器，輸入你的PyMOL命令，并保存為`.pym`文件。例如，創(chuàng)建一個(gè)名為`my_script.pym`的文件，輸入`loadstructure.pdb`和`colorred,sele`，然后保存。

-運(yùn)行腳本：在PyMOL中，點(diǎn)擊菜單欄的“運(yùn)行”（Run），選擇你的腳本文件。PyMOL會(huì)按照腳本中的命令依次執(zhí)行操作。

3.實(shí)操示例

假設(shè)你經(jīng)常需要加載一個(gè)特定的分子結(jié)構(gòu)，并為其疏水性區(qū)域添加紅色標(biāo)簽。你可以編寫(xiě)一個(gè)PyMOL腳本，首先使用`load`命令加載分子，然后使用`select`和`color`命令選擇并著色疏水性區(qū)域。保存腳本后，每次需要執(zhí)行這些操作時(shí)，只需運(yùn)行腳本即可。

4.腳本調(diào)試

編寫(xiě)腳本時(shí)，可能會(huì)遇到錯(cuò)誤，需要調(diào)試。

-查看錯(cuò)誤信息：當(dāng)運(yùn)行腳本時(shí)，如果