VMD教程(5)

2020-02-21 01:53

在下一部分,你会学到怎样用一个有用的叫做macros的特征来创建显示方法。一旦你创建了与trajectory有关的显示法,下一部分就会告诉你如何用Animation Tools来看trajectories。

3.2 Macros

你现在可以做出与你在第一单元做出的相似的图形显示方法。当你创建这些输入法时,你会学到macros。Macro表示一种选择的文本。当你常用一些显示方法的时候,macro就很有用了。Macro可用你在第二单元学到的atomselect命令创建。 atomselect macro name selection – creates a macro for selection

泛素由5个β折叠和1个α螺旋构成。β折叠在蛋白质的伸展态中扮演重要的角色。要为这些结构创建macro:需要

1 通过选择Main——Extensions ——Tk Console.打开Tk Console窗口。

2 在Tk Console窗口中,键入atomselect macro bstrand1 {protein and resid 2 to 6 }

这就为第一个β折叠创建了一个macro,包括残基2——6。

对于其它的结构,你可以用第一单元介绍过的sequence viewer找出哪些残基是属于这些结构的,然后创建相似的macros。

3 确保你现在处于trajectory的第一帧,STRIDE(在VMD中计算二级结构的程序)会确定这一帧的结构

4 选择Extensions——Analysis——Sequence Viewer菜单

就像你在第一单元中学到的,第二个颜色栏表示的是蛋白质的结构特色,呈现黄色的部分指的是β折叠。

5 用鼠标点击并且拖动第二个β折叠,使它高亮显示。这步操作会在Graphical Representations窗口产生一种新的显示方法。

6 在Graphical Representations窗口中,点击新的显示法,与选择相对应的文本会出现在Selected Atoms窗口。你会得到(链U

图17 macros列在Graphical Representation菜单的Selection标签中

和残基12 13 14 15 16 )

7 在Tk 控制台中键入

atomselect macro bstrand2 { chain U and resid 12 to 16 }

用此文本来建立一个新的macro。这个macro叫做bstrand2,包括蛋白质链U的12到16残基。

8 注意到sequence viewer extension定位了5个β折叠。你已经为前两个新建了macros;用bstrand2中用到的sequence extension为剩下的三个建立macros。

一旦macro被建立,你可以在Tk控制台中用它,也可以在Representations selections中用它。.

你建立的macros和VMD自带的macros可以在Graphical Representations的Selections标签中看到。在Singlewords窗口中有macros的列表。单击一个macro会在Macro Definition中显示它的定义。双击会选定它,同时会在Selected Atoms中输出它的定义

9 删除用sequence viewer创建的图形显示法。

你现在用第三和第五个β折叠新建一个显示法。

10 在Graphics——Representations菜单中,单击Create Rep按钮。

11 在Selected Atoms窗口中,删除其中的文本。

12 点击Selections标签,在Singlewords的列表中寻找,直到找到你新创建的macros。

13 双击bstrand3, 点击按钮or,然后双击bstrand5(图17),再点击Apply按钮。

14 在Draw Style标签中,选择NewCartoon表示法,染成黄色。你现在应该可以看到β折叠。

15 现在,用其它3个β折叠创建一个相似的表示法。单击Create Rep键,现在,在Selected Atoms 中输入bstrand1 or bstrand2 or bstrand4.。键入后立刻就可以看到效果。

就像你看见的一样,macro非常有用。当你保存已存的文件时,macros会被包含在已存文件内。

Macros。你可以创建一些macros,在根目录下把它们存成一个VMD 参数选择文件 .vmdrc(Windows用文件vmd.rc)。在启动VMD的时候,VMD会自动寻找并且读出所有macros。要想了解VMD开始文件的更多内容,参考VMD用户手册。 要完成这一部分的学习,你将学习一个非常有趣的显示法,它展现了我们看到的trajectory

的关键特征。这种表示法就是氢键显示法。

氢键。氢键可以以多种方式来稳定蛋白质,在β折叠骨架原子之间的氢键是蛋白质弹性的标志;它们使蛋白质稳定,而且,它们在机械力作用下的形成与断裂赋予蛋白质弹性。

16 通过选择betasheet 和 backbone 来创建一个新的显示法。选择Drawing Method ——Hbonds, 把它染成红色,选择Coloring Method—— Color ID,在选项内,把Distance Cutoff 设为3.2, Angle Cutoff 设为 30, Line Thickness设为 5. .

你现在可以从这个伸展状态的trajectory中看出泛素最重要的特征,你的蛋白质现在看起来应该与图18相似。

17 保存VMD环境,这样如果你想回来继续研究此部分教程,你就不用再重新设定那些显示法。保存时用到你在第一单元学习的File —— Save State菜单选项。. 重新应用保存状态。当你已经保存了一个系统,你可以用它观察不同的坐标(PDB或者另外的trajectory)。如果它们具有相同的PSF文件,你可以用以下的步骤实现操作。 导入你保存状态 文件:File——Load State 选择你以前保存的文件(比如nice-ubiquitin . vmd) 打开Molecule——Delete Frames菜单,你需要删除目前导入的所有帧。默认选择会执行这样的操作。点击Delete按钮。 导入新文件yournewtrajectory.dcd到PSF,执行菜单为File ——Load Data Into Molecule. 图18 高亮显示泛素关键的二级结构

3.3 主菜单动画工具

既然现在你已经有了非常好的显示法,你就可以观察trajectory的特点。Animation Tools可以帮助你。在主菜单中包含了研究trajectory的所有的动画工具。它们位于菜单的底部(图19)。

1 试着应用

跳到trajectory的末尾,用

回到开头。你可以看到,trajectory的最后和初

始状态分别对应蛋白质的伸展和折叠状态。

图19 动画工具

2 再次打开water representation.,回到VMD主窗口,选择Graphics ——Representations菜单,双击标有文本water的显示法,将其打开。

你可以通过点击滑块并来回拖动以实现对你的trajectory的操纵。你可以在任何时候停下,或者以你想要的速度拖动。铛你想看一看一个trajectory,想测量一个有趣现象发生时间时,这个功能是很有用的

3 用滑块观察tragectory起始蛋白质周围的水分子的运动。

自由能最小化。注意到水盒的形状从管状变成球形。要实现能量最小化,暴露在真空中的水分子要尽可能少,所以水盒要采取球状构型。检测一下水形成此种构型有多快(每一帧的步长与10ps相当)。 4 现在,双击Water Representation,从Graphical Representations窗口删除它。这样做可以更近地观察蛋白质。滑动滑块,观察蛋白质是怎样伸展开的。你观察到什么特点了吗? 打断氢键。看一看中间黄色的两个β折叠。它们靠氢键连接在一起。注意β折叠是如何先分离的,这意味着氢键首先断裂。我们在后面会进一步研究这种相关性。 在Animation tools的下部分,你能找到需要播放一个动画所有的必需工具,这些工具不需要滑块。它是由Play按钮来控制的,它可以播放或者倒放。

5 把trajectory倒放,你认为这样做,蛋白质又会回到自然折叠态吗?

改变你的动画播放速度的方式有两种。你可以用Speed Slider来调节,你也可以用Step Window.调节步长,如果步长值设为3,动画会每3帧播放,这样它就可以让播放速度快一些。

6 把步长值设为5,然后播放,可以看到它播放速度快了,但是看起来不如以前平滑了。然而,当你看一个很长的trajectory的时候,这种播放方式就比较方便了。 循环方式。当播放动画的时候,你可以在Style Chooser中选择3种循环方式,它们是Once,Loop和Rock。一个控制窍门: 回到trajectory的开始(第0帧) 把步长数设为在trajectory中的总帧数(100) 把style设为Rock 把速度设为最低 播放 你现在可以比较trajectory中的第一和最后一帧。这个诀窍用起来比点击 Start和End按钮方便。 在Animation Tools左边的窗口中输入帧的序号,可以跳到trajectory中的任意一帧。


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