蛋白质相关下载方法及PyMOL简单应用

大目录一、使用pymol前的准备小目录1.确定你的蛋白质（以草酸氧化酶Oxalateoxidase为例）2.下载蛋白质.PDB3.下载相关文献4.通过浏览网页了解蛋白质(unipro,PDBsum)5.阅读中文文献（万方、知网等）二、用Pymol进行简单的作图本文采用从PDB数据库下载的文件1FI2与2ET1（1FI2为天然蛋白，2ET1为与配体结合的蛋白）做操作例子。小目录1.导入pdb文件。2.蛋白质的简单处理（显示二级结构条带模型）。3.显示活性中心（1）寻找活性中心金属离子：（2）寻找与活性部位金属离子结合氨基酸残基（3）标记氨基酸残基（4）寻找与金属离子结合的水分子（5）最后的修改。4.配体的处理。（1FI2是没有配体的，我们打开有配体的2ET1）5.让模式图更加好看（以活性部位为例）一、使用pymol前的准备小目录1.确定你的蛋白质（以草酸氧化酶Oxalateoxidase为例）2.下载蛋白质.PDB3.下载相关文献4.通过浏览网页了解蛋白质5.阅读中文文献（万方、知网等）1.确定你的蛋白质（以草酸氧化酶Oxalateoxidase为例）在PDB.ORG中搜索Oxalateoxidase。下拉网页，一共出现5个结果，找到你需要的。从下图很明显可以看出第一个是重组蛋白，所以我选择了第二个。2.下载蛋白质.PDB3.下载相关文献：点击PubMed右侧编码，如下得到新网页，即NCBI中相关文献，如下图，点击右侧会弹出新窗口下拉新网页，找到真正的下载按钮，下载并了解它。一般对应的文献会对相关蛋白的结构功能有较清楚的描述。本例中，我们会发现最初的5个结果中有4个都是大麦中分离的草酸氧化酶的不同三维结构，这四个蛋白，分别为天然草酸氧化酶蛋白，与配体结合的草酸氧化酶蛋白，重组草酸氧化酶蛋白，突变草酸氧化酶蛋白。这些会在文献中告之，我们也可以在uniprot.org中发现：而另一种蛋白应该是来源于其他生物体，比如细菌。它的序列与大麦的序列有一定差别。继续下拉网页，我们可以看到蛋白质的一级结构序列，长度，分子量（4个蛋白有轻微差别）。如果想要达到与其序列相似的蛋白，我们可以点击Blast，进行序列分析结果如下：4.通过浏览网页了解蛋白质例如:uniprot.org会告诉我们与这个蛋白质结合的金属离子，与金属离子结合的氨基酸残基，结构域，氨基酸修饰位点等等。PDBsum也有类似的功能，如下图（第二张的图大家应该都很眼熟吧~就是我COPY的来源=。=）：5.阅读中文文献（万方、知网等）可以通过阅读中文文献对蛋白质有一个大概的了解，本例中的找到的中文文献都是一些类似综述的总结，并不能很好了解这个蛋白，所以还是看的步骤3中下载的文献。大家只看一篇对应英文文献即可，因为这四个不同的草酸氧化酶结构，除了天然构象，其它三个都来源于同一个实验室，会在同一篇文献中提及。二、用Pymol进行简单的作图本文采用从PDB数据库下载的文件1FI2与2ET1（1FI2为天然蛋白，2ET1为与配体结合的蛋白）做操作例子。小目录1.导入pdb文件。2.蛋白质的简单处理（显示二级结构条带模型）。4.显示活性中心（1）寻找活性中心金属离子：（2）寻找与活性部位金属离子结合氨基酸残基（4）标记氨基酸残基（4）寻找与金属离子结合的水分子（6）最后的修改。4.配体的处理。（1FI2是没有配体的，我们打开有配体的2ET1）5.让模式图更加好看（以活性部位为例）1.导入pdb文件。File—Open—1FI2.pdb如图：简单介绍一下上图右上角的区域，A是action，下拉列表中有很多的操作；S是show，操作图像的显示形式；H是hide，操作图像的隐藏；L是label(标记)，C是color，进行颜色的调控。2.蛋白质的简单处理（显示二级结构条带模型）。1（隐藏所有模型：例如球棍模型，游离水分子等）单击1FI2的H-everything；2（仅显示条带模型）单击s-cartoon;3（给二级结构着色）单击c-byss-(任一颜色)成品如下图：3.显示活性中心（1）寻找活性中心金属离子：1点击右下角S(sequence)；2将显示的一级序列拉到最后，找到金属离子（图中为一个Mn），单击选择；3单击A-rename，修改一个新名字，例如1MN，以回车键确定，不支持中文。(不重命名，再次选择其他部分会将前一次的选择合并)；4(将金属离子显示为球状)单击1MN-S-sphere5（可以根据自己的喜好给金属离子换个颜色）单击1MN-C-(你喜欢的颜色)，图中选了绿色（2）寻找与活性部位金属离子结合氨基酸残基1（明白自己的蛋白质与哪些位点结合）在网页中打开uniprot.org，输入自己的蛋白质简称，进入。2.下拉网页，找到function,下图中1234四个位点即为与金属离子结合的氨基酸残基位点，例子中分别为88.90.95.137号位点。3.打开pymol，单击右下角S找到一级序列，分别单击选择88,90,95,137。再次选择SELE-A-rename-(eg:active)4.(将残基部分显示为球棍模型)ACTIVE-S-sticks5(给残基换个容易区分的颜色)ACTIVE-C-byelement-(选择你喜欢的颜色搭配)(3)标记氨基酸残基1隐藏条带结构ALL-H-cartoon;2显示氨基酸名称ACTIVE-L-residues4调整活性中心的位置（使用鼠标）和标记的位置（下图）单击右下角Viewing,它会变成Editing，这时，按住Ctrl+鼠标左键可调整标记的位置。（如果不小心按错位置，让蛋白质的氨基酸残基变形，不要担心，按Ctrl+z可以撤销）（4）寻找与金属离子结合的水分子1单击1FI2-A-present-Ligands(显示与配体结合部位的结构，一般为活性中心)；2让金属离子显示为球状（1MN-S-spheres）3由上图可看出，除了几个线条状的氨基酸模型，与金属离子结合的只有两个红色的棍状模型（即水分子），分别单击选择它们,并重命名，然后显示为球状，可任意修改颜色。(5)最后的修改。1隐藏所有All-H-everyting;2依次显示金属离子，水分子，氨基酸，别忘记了氨基酸的LABEL~OK，活性中心的具体模样已经被我们找到啦。赶快把它保存下来吧，如图（File-AaveSessionAs...）。~4.配体的处理。（1FI2是没有配体的，我们打开有配体的2ET1）1按上述步骤找到活性中心2找到配体：sequence-最末端配体代号（本例中为乙醇酸GLV）,重命名（sele-A-rename-GLV）,改变颜色（GLV-C-byelement-颜色）3显示与配体作用的氢键：之前我们寻到与配体结合部位（2ET1-A-present-ligands）时，其实已经找到，如图：显示即可：2ET1_pol-conts-S-dashes（图中红色虚线所示）仍可用C改变颜色。4显示与氢键作用的其他氨基酸首先，all-S-lines得到下图然后，调整显示方式，找到与氢键结合的残基，并一一选择，如下：本例一共找到三个，Rename它们，并显示为球棍模型，改变颜色以区分，同时隐藏线条模型（all-H-lines），最后图形如下用上述方法寻找不太准确，也可根据文献中所述，直接通过S(sequence)选定作用氨基酸。我们可以分别做出1FI2与2ET1与配体结合部位的模型做对比，更好了解蛋白质的功能。5.让模式图更加好看（以活性部位为例）在pymol的另一个界面中，进行操作。1背景改成白色Display-background-white此时氨基酸的标记不再明显，我们可以输入一条命令让标记颜色全部改变：例如改成黑色：setlabel_color,black结果如图：2受体更有立体感setting—cartoon—highlightcolor；setting—cartoon—fancyhelices3将条带模型透明度改为50%，setting-transparency-cartoon-50%4然后点Ray（Ray需等待20s左右，生成结果后不要移动图形，否则需要重新Ray一遍!）结果如下。然后File—saveimage保存图片即可~终于搞定辣，做得比较粗糙，大家将就着看吧~如果有不对的地方，还请大家指出~~这些只是一些简单操作，大家如果有更高的要求比如序列对比等，可以参考introducetopymol.PDF2015.5.24另附大神做电子密度图的教程：1)首先,登陆搜索你的蛋白2)downloadmaps3)选ccp4格式,generatemap4)下载后解压,重命名为*.map.ccp45)在pymol里打开,在打开的.map,action/mesh,color/blue6)选中lig,在PyMOL输入isomeshmap,2j50.map,2.0,sele,carve=1.67)这样就从原来的map里iso出lig周围的蛋白的电子密度,把2j50.map_mesh关了就可以看见了然后再调整它的粗细电子密度周围的线好像有些奇怪,可能设置里哪个地方还没调好吧.另外,ray1900,980就能生成1900*980分辨率的图片,然后file/saveimageas输出.png