使用ramachandran数以紧凑的图形形式显示蛋白质骨架结构

backmap的Python项目详细描述


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PyPi Release VersionLicenseAllowed python environmentsStatusFormat

1   Introduction

这个工具提供了易于阅读的蛋白质构象的“图片”, 集合和轨迹保存为组合蛋白质数据库 (pdb)构造文件或此类文件的目录,并生成图形。

backmap有助于在单个图形中可视化大量结构(时空)主干数据。

2   Installation

2.1   PIP Installation

在命令提示符下运行以下命令(终端)将完成该任务(不需要“-i”,但确保安装了最新的子版本):

$ pip install -I backmap

2.2   GIT Installation

$ git clone https://github.com/ranjanmannige/backmap.git
$ cd backmap
$ python setup.py install
$ python setup.py test

2.3   Manual Installation

git repository下载zip(https://github.com/ranjanmannige/backmap/archive/master.zip)。在命令提示下,解压缩目录并将其更改为提取的目录(cd./backmap/),然后执行以下命令。

$ python setup.py install
$ python setup.py test

3   Usage

3.1   In-script usage

importbackmapasbmprintbm.R(phi=0,psi=0)# Should print '0.5'

有关脚本内模块用法的更多信息,请参阅与此模块关联的manuscript

3.2   Standalone usage

安装后,以下命令将生成各种图形(如下图所示)。

python -m backmap -pdb ./pdbs/ProteinDatabankStructureFilename.pdb
python -m backmap -pdb /directory/containing/pdbs/

4   Examples

4.1示例1:稳定蛋白质(1xqq

面板(b)(f)是通过在下载的目录中运行以下命令创建的(面板(a)是使用VMD创建的)。

python -m backmap -pdb ./tests/pdbs/1xqq.pdb

如下所示,由蛋白质集合1xqq生成的图描述了构象稳定的蛋白质(每个图在下面详细说明)。

https://raw.githubusercontent.com/ranjanmannige/backmap/master/manuscript/manuscript/figures/1xqq_spread.png

panel(b)中的每一列描述单个模型/时间段的ramachandran数(r)空间中的直方图。这些直方图显示螺旋(r~0.34)和片状(r~0.52)的存在。此外,面板(c)(d)描述了每一个残基构象图(由两种不同的量度或cmap着色),这些构象图显示大部分蛋白质骨架保持相对稳定(例如,在框架上很少出现状态或“颜色”的波动)。最后,panel(e)描述单个残基的状态偏离第一帧的程度,panel(f)描述单个残基的状态偏离前一帧中其状态的程度。从面板(c)(d)可以看出,这两个图都表明这种蛋白质在构象上是相对稳定的。

4.2示例2:一种本质上无序的蛋白质(2fft

与上述构象稳定的蛋白质相比,一种内在无序的蛋白质2fft 更灵活的

https://raw.githubusercontent.com/ranjanmannige/backmap/master/manuscript/manuscript/figures/2fft_spread.png

panel(b)显示每个模型访问的状态是多样的,并且在r的整个范围内剧烈波动(与稳定的蛋白质相比,这一点尤其正确,见上文)。

每个残基所占据的不同状态(面板(c)(d))证实了大多数残基中的这种构象变化(面板(e)(f)类似地显示了大多数残基是如何剧烈波动的)。

然而,有趣的是,面板(c)(f)也显示了一个异常稳定的区域-残基15到25-在r~0.33处始终显示相同的构象(α螺旋)状态(在面板中解释为红色(c))。简单地看一下结构(panel(a))很难识别这种趋势。

5   Publications

Ramachandran数的概念在以下手稿中讨论(这个工具在第一个参考文献中讨论):

一。Mannige(2018)“Backmap Python模块:一个更简单的Ramachandran数字如何简化蛋白质模拟器的寿命”手稿。提供预印本 此回购的manuscript/manuscript子目录。

2.Mannige,Kundu,Whitelam(2016),“Ramachandran数:蛋白质几何的顺序参数”,PLOS ONE 11(8):e016023。 全文:https://doi.org/10.1371/journal.pone.0160023

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