VMD教程(3)

2020-02-21 01:53

认文件名是 plot.tga或者plot.dat ,依据不同的操作平台)

8 按下Start Rendering按钮,包含有你的图像的文件就会创建。注意到这需要一些时间。你可以以一个图像文件名,如picture.tga (MacOS X 或者 Unix) 或者picture.dat.bmp(Windows). 结束工作,

9 关闭打开图形文件的程序,这样就可以继续使用VMD(在windows中,这条可以忽略)。

现在学完了本教程的第一单元。我们希望你学会了VMD的基本命令。你也可以做两个文件,第一个是VMD环境设置文件,让你重启一个VMD环境,在其中应用或者修改你在本单元学到的东西。第二个文件是一个关于蛋白质的图像文件,这个文件可以应用于其他文件中。

2 多分子处理和脚本

在本单元,你会学到如何同时处理多个分子。同时,你也会学到Tcl脚本的基础,用它来编辑原子数据,排列整合两个分子,并用计算出的分子特性给分子上色。

1 从一个新的VMD环境开始。如果你刚刚完成第一单元的学习,你应该退出VMD, 然后重新启动。

2.1 导入多个分子

首先,导入你要用到的分子。

1 用File —— New Molecule.菜单项打开Molecule File Browser

你需要载入泛素的X射线三维结构图,可以用第一单元中学到的操作,也可直接用命令导入。

2 确定你正在vmd-tutorial-files下。在VMD终端,输入mol new 1UBQ.pdb。.

泛素在水盒中的溶解平衡模拟已经在1ns的时间范围内实现。你的文件包含了这个平衡的最末帧的坐标。以现在可以比较泛素在平衡末状态的构像和初始态的晶体构象。 坐标文件和结构文件。为了节省空间,模拟输出文件通常只包含原子坐标,而不储存像原子类型、电荷、各部分的名字和键等不变的信息。这一部分信息另存于一个“结构”文件当中(例如一个PSF文件)。要观察一个模拟结果,你需要把同一个分子的结构和坐标文件融合。 3 现在,导入另一个分子的模拟结果。在Molecule File Browser窗口顶端的菜单中选择New Molecule。在vmd-tutorial-files中找到文件ubiquitin.psf,然后按下Load按钮,建立了一个有结构而没有坐标的新分子。

4 注意到,窗口最顶端的菜单上显示:1: ubiquitin.psf. 这保证了载入的下一个文件会增加到那个分子(molecule ID 1)。因为你在用PSF文件合并数据,所以你不需要把菜单切换到New Molecule。现在,在vmd-tutorial-files中找到文件ubiquitin-equilibrated.coor,单击Load ,这就可以导入新的坐标,并把新坐标与先前载入的结构信息合并。

你现在可以看到两个有层次的没有相互重叠的分子,一个是原始的晶体泛素结构,另外一个是一个由水盒包围的分子。,

2.2 主窗口的应用

现在需要为你的分子命名,这样就可以区别它们。

1 在Main窗口的分子列表中双击第一个分子的名字,Rename Molecule对话框弹出。键入crystal。以同样的操作为第二个分子命名为simulation。

这时,Main窗口如图10。在分子的名字之前,有四个字母,你可以用它们来实现一些操作。

图10 初始和最后坐标导入两个分子的主窗口显示

F的意义是“Fixed”,意思是当你移动屏幕时,分子不会随之移动。当F显示黑色时,分子是固定的;当显示灰色时,分子可以自由移动。

2 在主窗口,双击分子名左边的F,当一个分子被固定时,试着用鼠标调动屏幕。然后试一试两个分子都被固定时的情况。

3 完成操作后,把两个分子都解固定,选择Display——Reset View,让其显示两个分子之间原来的相对位置。

4 然后,双击一个分子的D,D表示的是“Display”。当D灰化的时候,分子是隐藏的。你可以通过双击D来显示或者隐藏分子。

5 当操作完时,确保只有晶体结构分子显示,两个分子都未固定。

6 最后,双击晶体分子左边的T,T会在前面显示。这使它成为了顶层分子。一个分子置于顶层,它就成为脚本命令操作的目标。

2.3 Tcl脚本基础和Tk控制台

VMD支持Tcl/Tk脚本语言。这一部分会提供运行一些有用功能必需掌握的脚本语言。 Tcl/Tk语言。Tcl是一种丰富的语言,除了典型的条件和循环结构语句之外,还包括许多特征和命令。Tk是Tcl的拓展,允许写程序用户与窗口和按钮接触。关于Tcl/Tk语言更多的信息在http://www.tcl.tk/doc上有提供。

执行Tcl命令,需要应用一种很方便的文本控制台,即Tk控制台。

1 选择Extensions——Tk Console。一个控制台窗口出现(图11)。这就可以在其中输入Tcl/Tk 命令。

图11 Tk控制台

你首先接触到的是Tcl/Tk最基本的部分。这里是Tcl的设置和输出命令。 set variable value – sets the value of variable puts $variable – prints out the value of variable

2 试一试以下命令: set x 10

puts \set text \

puts \

$variable指的是 variable的值。.

下面是一个数学操作命令: expr expression – evaluates a mathematical expression

3 试一试应用expr命令

expr 3 - 8 set x 10 expr - 3 * $x

Tcl最重要的方面之一是可以用方括号把Tcl命令嵌入其他命令。方括号括起来的表达式会自动被方括号内表达式的值替换 [expr.] – represents the result of the expression inside the brackets

4 新建一些命令,然后用方括号测试它们。例如:

set result [ expr -3 * $x ] puts $result

2.4 atomselect命令

你可以用VMD的atomselect命令来编辑原子属性。下面的例子会告诉你怎样操作。

1 当确定晶体分子是顶层的分子后(如果不是,双击T)。用Graphics —— Representations.菜单打开Graphical Representations窗口。

PDB B-因子范围。PDB文件中“B”的范围通常储存晶体结构的“温度因子”,在VMD中读入“Beta”范围。由于我们目前的重点不在此,我们可以利用这个范围来存储我们自己的数字值。VMD有一个“Beta”上色方法,它可以根据原子的B因子给它们上色。当用不同的原子来替换B值,你就可以控制不同原子的颜色了。当你想要展示通过计算得出来的系统属性时,这种方法就很有用了。但是这种方法在VMD之外是不能应用的。

2 在窗口顶部的Selected Molecule下拉菜单中选择“crystal”的分子,在atom selection中键入protein。把Coloring Method 设为 Beta,把Drawing Method设为VDW.。分子大部分会显示出红色和绿色小球的集合。

现在你将学到VMD中一个非常重要的Tcl命令: atomselect molid selection – creates a new atom selection 对于atomselect,首先要讲的是molecule ID(主窗口的最左边),其次是文本原子选择,就

像你在第一单元所学的用来描述图形显示方法的文本原子选择。你要学习的Atomselect,返回的选择是一个命令。

3 在Tk控制台窗口键入crystal [atomselect top \,这个选择包括了分子中所有原子,并把所选赋予变量crystal。我们用“top”来指代顶层分子,不用molecule ID(是个数字,不好记)。

Atomselect得出的结果是一个功能。因此,$crystal是一个针对“all”所指代内容执行的功能。

4 键入$crystal num. 把num赋给所选一个原子,返回的是原子在这个选择中的序号 。检查一下这个序号是不是与分子中原子的序号相同(可以从main窗口中读取)。

5 键入$crystal set beta 0.。这样就把所有原子的“beta”域设为0。当你这样做的时候,你会观察到屏幕上原子的颜色会突然变成一样的(因为它们此时具有相同的beta值)。

原子选择中的原子指的是原始分子中的原子。当你通过选择改变一些原子的属性(如beta值),这些变化会反映在所有其它包括这些原子的选择中。

6 现在,输入set sel [atomselect top \。这新建了一个包括所有疏水残基的选择。

7 让我们把所有的疏水原子的beta值设为1来标记它们。你现在应该明白如何操作了:$sel set beta 1。如果OpenGL Display中的颜色没有更新,单击Graphical Representations底部的Apply按钮。 原子属性的例子。你可以通过应用原子选择,包括不同部分、残基、原子名、位置(x,y和z),电荷、质量、体积、半径等等来获得或者设置许多原子的属性 8 现在要通过改变原子的物理性质来进一步说明疏水基团的分布。输入$crystal set radius 1.0,以使所有的原子变得小一点,更易观察。输入$sel set radius 1.5,让疏水基团大一点。半径的大小范围会影响图形的显示方式(如VDW, CPK)。

现在已经新建了一个图像,可以清楚地区别蛋白质的疏水部分和亲水部分。如果你完全按照教程的要求来做,你得到的蛋白质图像就会如图12所示。


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