PyMOL 的 Builder 插件功能详解

PyMOL 的 Builder 插件是一个功能强大的工具，主要用于从头构建分子模型、修改现有蛋白质结构或进行简单的化学编辑。它位于右侧面板的 “Build” 菜单中，或者通过快捷键 Ctrl+Y（Windows/Linux）或 Cmd+Y（Mac）打开图形界面。

以下是 Builder 的核心功能分类：

1. Chemical（化学小分子构建）

这是 Builder 最常用的部分，允许你像玩乐高一样搭建有机分子。

• 元素选择： 提供碳 (C)、氮 (N)、氧 (O) 等常用元素。点击视图窗口即可放置原子。

• 键型切换： 可以选择单键、双键或三键。

• 成环工具： 快速添加丙烷、环己烷、苯环等常见环系。

• 片段库（Fragments）： 内置了大量的官能团（如乙基、羰基、磺酰基等），可以一键替换氢原子或连接到现有骨架上。

2. Protein（蛋白质构建）

用于快速生成多肽链或对蛋白质进行点突变。

• 氨基酸序列： 选中某种氨基酸（如 Alanine），点击屏幕即可生成。连续点击会按标准二级结构参数（通常是 $\alpha$-螺旋或 $\beta$-折叠轨迹）延伸肽链。

• 点突变（Mutagenesis）： 虽然 PyMOL 有专门的 Mutagenesis 向导，但 Builder 也可以通过替换残基侧链来执行简单的突变操作。

3. Sculpting（空间构象优化）

这是 Builder 的灵魂功能，能在你修改分子时实时调整构象。

• 实时力场优化： 开启 Sculpting 模式后，当你拖动原子或改变键角时，PyMOL 会根据简单的力场（类似 UFF）自动调整周围原子的位置，以维持合理的键长和键角。

• 局部约束： 你可以固定分子的某一部分，只让特定区域进行空间优化。

4. Geometry & Measurements（几何调整）

• 键长/键角调节： 手动输入数值或通过鼠标拖拽来改变特定的二面角（Dihedral）、键角（Angle）或键长（Bond）。

• 反转手性： 快速切换手性中心的构型（R/S 切换）。

5. Selection & Modification（选择与修改）

• 替换原子： 选中一个原子，点击 Builder 里的另一种元素即可完成替换（例如将 O 换成 S）。

• 删除原子/键： 快速移除不需要的部分。

• 加氢/去氢： 为分子补全氢原子（h_add）或删除非极性氢。

实用操作技巧

• 鼠标模式： 在 Builder 界面打开时，鼠标左键通常变为“放置原子”，中键为“旋转”，右键为“平移”。

• 结合命令： Builder 适合视觉直观操作，但若需精确控制，建议结合命令如 fuse（合并两个对象）或 attach（在指定原子上连接片段）。