结构生物学作为一门发展迅速的学科,蕴藏着无数个为伊消得人憔悴的科学问题。同样,结构生物学也拥有惊人潜力与大片的「蓝海」。

施一公和颜宁两位院士的研究令我们看到了结构生物学的魅力,有别于传统的生物学,它更侧重于剖析物质的结构,从结构去阐释功能。也正因如此,其他科研人总是会感叹于结构生物学那令人羡慕的发文速度……

在当下的科研中,即使是其他方向的研究,也会涉及到分子结构的研究。而在这时候,PyMOL 软件给无疑是所有从事结构生物学研究工作者的强大助力。

只要掌握了 PyMOL,不仅能让你在研究分子构造时得心应手,更能让你的论文图片变得更加专业精美!

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图片来源:PyMOL 官网

接下来本期小编带领大家遨游学术之海,领略 PyMOL 软件的神秘魅力。

PyMOL :从入门到……

PyMoL 软件以「Py+MoL」命名,Py 表示该软件由计算机语言 Python 衍生而来,MoL 则是英文 molecule 的前三个字母,表示该软件是一款分子可视化软件。其适用于绘制小分子或生物大分子如蛋白质的三维结构图像,具有免费的开放源码、鼠标操作与命令行操作、文档文件和会话文件并存等优点

据统计在已发表的论文里,约有四分之一的蛋白质结构 figure 由 PyMOL 软件制作而来。

看似不太友好,实则非常简单的 PyMOL 软件界面

PyMOL 软件界面较为清晰,对新手友好,界面包括窗口菜单、加载文件、图像处理等。打开软件后,出现两个窗口,包括菜单窗口和显示窗口。

其中,菜单窗口包括菜单、记录操作窗口、命令输入窗口和常用命令集成面板窗口。显示窗口包括可视化窗口、命令输入窗口和对象列表。

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图片来源:作者自制

鼠标会用吧?那你已经学会 PyMOL 了

在此,小编以绘制蛋白质结构图像为例:

首先,从 PDB 蛋白数据库 (https://www.rcsb.org/)下载目的蛋白的 PDB 文件,如蛋白 4ZJF.pdb。也可以通过 PyMOL 下载蛋白的 PDB 文件,点击菜单中File->Get PDB, 在 PDB ID 对应框里填入 PDB 的编号。

此时,窗口显示出蛋白的三维结构。点击红色方框中的「A,S,H,C」,分别代表 Action, Show, Hide, Color 能够对蛋白结构进行编辑调整。

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Action:对蛋白结构进行加氢原子、复制和删除等操作。

Show:将蛋白结构以 cartoon、line、stick、sphere、surface、mesh、dots 和 ribbon 等多种形式展示。

Hide:根据蛋白结构的状态进行隐藏。

Label:用以作标记,能够显示蛋白质中氨基酸残基和原子等名称及属性。

Color:对蛋白结构的颜色进行调整。如部分论文要求为了方便红绿色盲患者阅读,不可使用红绿色搭配,此时可使用该选项进行修改。

在进行上述操作时,使用鼠标的滚轮对蛋白结构进行平移和切割,使用鼠标的左右键对蛋白结构进行旋转和缩放。

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此外,若想查看蛋白结构图像对应的氨基酸序列,点击查看「S」,代表 Sequence。序列信息将会出现在窗口显示菜单的上方。点击任意一个氨基酸,氨基酸的位置将在蛋白质结构图像上体现。

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当然,显示窗口里蛋白质结构图像的背景颜色默认是黑色,论文中 figure 的背景颜色需要设置为白色。此时,点击菜单栏中选项Display->background->white,即可替换背景颜色。

上述操作结束后,小伙伴们就可以导出或保存绘图文件啦。一般保存为pse文件,点击选项File->Save Session,pse 文件格式方便修改调整。

或者保存为图片,点击File->export image as->png选项,使用窗口右上角的Ray/Trace设置图片分辨率

看了上述干货教程,你学会了吗?使用科研软件在于多探索,多研究,不要担心出错。每一次碰壁、错误都是宝贵的学习财富。

有兴趣的同学可以登录 PyMOL 官网(https://pymol.org/2/)下载 PyMOL 软件。