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使用MolAICal計算納米管和蛋白質孔道半徑的教程
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使用MolAICal計算納米管和蛋白質孔道半徑的教程 更多教程（含英文教程）請見如下： MolAICal官方主頁：https://molaical.github.io MolAICal 文章介紹：https://doi.org/10.1093/bib/bbaa161 MolAICal中文博客：https://molaical.github.io/cntutorial.html MolAICal blogspot：https://qblab.blogspot.com 1. 簡介 本教程介紹使用MolAICal計算納米管和蛋白質半徑的方法。共分為三個部分：納米管半徑計算，蛋白質孔道半徑計算和肽通道半徑的計算。最后一個教程是肽通道半徑的測量，若果你熟悉VMD和NAMD，可以使用由CHARMM 力場產(chǎn)生的PDB和PSF文件來測量肽通道的半徑，當然也可以只使用肽段的PDB文件進行肽通道半徑的測量。 2.工具 2.1. 所需軟件下載地址 1) MolAICal: https://molaical.github.io 2) VMD: https://www.ks.uiuc.edu/Research/vmd 2.2. 操作示例文件 所有用到的操作教程文件均可在下面的網(wǎng)站下載： https://github.com/MolAICal/tutorials/tree/master/005-radiiCal 3. 操作流程 3.1. 納米管半徑計算 1) 在VMD軟件中構建納米管：Extensions-->Modeling-->Nanotube Builder (如圖1)。 圖1. 構建納米管 2）使用類似圖1的方法打開VMD Tk Console: Extensions-->Tk Console。在Tk Console中使用cd命令切換到含有文件“nanotube.pdb”和“parameter.dat”的目錄，例如： #> cd d:/005-radiiCal/nanotube 3）使用如下命令在Tk Console中保存生成的納米管文件，并命名為“nanotube.pdb” 4) 選擇已構建納米管內的任意點。你可以在納米管孔道內表面選擇2個不同的原子，然后將這兩個原子的連線中心作為“cpoint”。在本教程中，選擇的點坐標為-0.2015 0.4185 30.147。打開“005-radiiCal\nanotube”文件夾中的“parameter.dat”，將以上所選點坐標添加到“cpoint”。 然后按下文所示修改 “vector”參數(shù)： ----------------------------------------------------------------- cpoint -0.2015 0.4185 30.147 vector 0.00 0.00 1.00 ----------------------------------------------------------------- “0.00 0.00 1.00” 表示沿著Z軸方向的半徑測量�！�0.00 1.00 0.00” 表示沿著Y軸方向的半徑測量�！�1.00 0.00 0.00” 表示沿著X軸方向的半徑測量。 通道可大致沿任意軸方向放置，即和vector的方向大致一致。 5) 在Windows DOS或Linux console中運行如下命令計算半徑： 命令運行會生成 “channel_radii.dat”, “dot.vmd_plot” 和“surf.vmd_plot”文件�！癲ot.vmd_plot”和“surf.vmd_plot”可通過VMD軟件展示通道表層。類似圖1的方式打開VMD Tk Console： Extensions-->Tk Console。然后運行以下命令: 本教程省略了納米管卡通圖的做法，你可以根據(jù)自己的偏好自行設置。你將看到如圖2所示的通道點曲面： 圖2. 納米管通道表面 文件 “channel_radii.dat” 包含了反應坐標和半徑值。文件“channel_radii.dat”中的第一列是反應坐標，第二列是半徑值。可以使用 OriginLab, Microsoft Excel等工具將其繪制成圖。繪制結果如圖3所示: 圖3. 半徑對反應坐標作圖結果 3.2. 蛋白孔道半徑計算 轉至教程所在目錄下： #> cd 005-radiiCal/KcsA 在蛋白通道中選擇任意點，然后在參數(shù)文件“parameter.dat”中，將參數(shù)“cpoint”設置成為所選點的坐標。按照下文所示設置參數(shù)“cpoint”和 “vector”： ----------------------------------------------------------------- cpoint 0.001 0.006 1.927 vector 0.00 0.00 1.00 ----------------------------------------------------------------- “0.00 0.00 1.00” 表示沿著Z軸方向的半徑測量�！�0.00 1.00 0.00” 表示沿著Y軸方向的半徑測量�！�1.00 0.00 0.00” 表示沿著X軸方向的半徑測量。通道可大致沿任意軸方向放置，即和vector的方向大致一致。 1）在Windows DOS或Linux console中運行如下命令計算半徑： 2）本運算也會生成“channel_radii.dat”, “dot.vmd_plot” 和 “surf.vmd_plot”文件。類似圖1的方式打開VMD Tk Console：Extensions-->Tk Console。然后運行以下命令: 本教程省略了蛋白卡通圖的做法，你可以根據(jù)自己的偏好自行設置。你將看到圖4所示點曲面： 圖4. 蛋白通道的點曲面 文件 “channel_radii.dat” 包含了反應坐標和半徑值。文件“channel_radii.dat”中的第一列是反應坐標，第二列是半徑值。可以使用 OriginLab, Microsoft Excel等工具將其繪制成圖。半徑繪制如圖5所示: 圖5. 半徑對反應坐標作圖結果 注意事項：文件“parameter.dat”中的參數(shù)“conpar”是一個控制參數(shù)，參數(shù)“conpar”的默認值是0.15，其數(shù)值的增加可以提升隨機測量的概率。在這種情況下，有可能出現(xiàn)一些奇怪的測量路線。如果你的蛋白孔道比較規(guī)則且大致沿著X, Y, Z軸的某一個方向，你可以減少參數(shù)“conpar”的數(shù)值，比如設置成0.04，但是參數(shù)“conpar”不能設置成0，這樣你就能得到較為規(guī)整的測量通道。 3.3. 半徑計算的高級教程 本部分示例利用由 CHARMM 力場產(chǎn)生的PDB和PSF文件計算多肽孔道半徑。轉至教程所在目錄： #> cd 005-radiiCal/GramicidinA 選擇多肽孔道中的任意點。將參數(shù)“cpoint”設置為所選任意點的坐標。按照下文所示設置參數(shù)“pdbpath”, “psfpath”, “cpoint” 和 “vector” : ----------------------------------------------------------------- pdbpath 1JNO.pdb psfpath 1JNO.psf cpoint 0.1625 -0.629 -1.838 vector 0.00 0.00 1.00 ----------------------------------------------------------------- “0.00 0.00 1.00” 表示沿著Z軸方向的半徑測量�！�0.00 1.00 0.00” 表示沿著Y軸方向的半徑測量。“1.00 0.00 0.00” 表示沿著X軸方向的半徑測量。通道應大致沿任意軸方向放置，即和vector的方向大致一致。 1）在Windows DOS或Linux console中運行如下命令計算半徑： 2）本次運算也會生成 “channel_radii.dat”, “dot.vmd_plot” 和 “surf.vmd_plot”文件。類似圖1的方式打開VMD Tk Console：Extensions-->Tk Console。運行以下命令: 本教程省略了多肽卡通圖的做法，你可以根據(jù)自己的偏好自行設置。你將看到圖6所示多肽通道 (如圖6所示): 圖6. 多肽通道 文件 “channel_radii.dat” 包含了反應坐標和半徑值。文件“channel_radii.dat”中的第一列是反應坐標，第二列是半徑值�？梢允褂� OriginLab, Microsoft Excel等工具將其繪制成圖。半徑繪制如圖7所示： 圖7. 半徑對反應坐標作圖結果 |
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