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PyMol插件自动可视化氢键、π–π 堆积、阳离子–π、盐桥

PyMol插件自动可视化氢键、π–π 堆积、阳离子–π、盐桥

插件介绍

今天给大家再分享一个pymol插件!这个插件也是一个用Python编写的PyMOL脚本,专门用于分析两个蛋白链(或多个链)之间的相互作用界面,并自动识别四类关键非共价相互作用:

  • 氢键(Hydrogen Bond)

  • π–π 堆积(Pi-Pi Stacking)

  • 阳离子–π 作用(Cation–Pi)

  • 盐桥(Salt Bridge)


第一步:准备PyMOL、PDB文件、插件文件

(1)安装PyMOL,如果你不知道怎么安装,跳转文章教程:

PyMol安装!官方免费安装使用!别找广告链接!更别花钱!!!

(2)插入脚本文件,如果你不知道怎么插入脚本,跳转文章教程:

蛋白与配体(小分子药物)相互作用——PyMol插件自动可视化

蛋白与蛋白相互作用——PyMol插件自动可视化
(3)准备一个包含两个(或更多)蛋白链的 PDB 文件,如果你不知道怎么获取,跳转文章教程:(上面的是AlphaFold预测的,下面是PDB数据库中下载的):
蛋白与蛋白相互作用——AlphaFold预测步骤
蛋白与配体(小分子药物)相互作用——PyMol插件自动可视化

第二步:PDB 文件必须加氢hydrogen added!因为氢键判断需要氢原子

(1)用pymol打开PDB文件;
(2)如果没有氢,可以用 PyMOL 自带功能加氢:
# 在 PyMOL 中打开 pdb 后执行h_addsave your_file_with_H.pdb
  • h_add:自动为所有合适的位置添加氢原子(基于当前 pH 和残基类型)
  • save xxx.pdb:把当前状态(包括新加的氢)保存到新文件,your_file_with_H
    就是文件名称

(3)继续在命令行输入

run show_protein_protein_interaction.py

这一步是为了运行插件脚本,把脚本中的函数(如 HBond, Pi_Pi_interaction 等)加载到 PyMOL 的 Python 环境中。

(4)现在关闭pymol,将加氢后的PDB文件(第(2)步所得),以及本文插件放在一个文件夹里。


第三步:开始分析

(1)打开终端;macOS/Linux 用 Terminal,Windows 用 PowerShell
macOS:打开 Terminal(终端)方法 :
  1. 按下键盘快捷键:Command (⌘) + 空格键
  2. 在弹出的搜索框中输入:Terminal
  3. 按回车,Terminal 就打开了 

Windows:打开 Terminal(终端)方法 :

  1. 按下:Win + R(Windows 徽标键 + R 键)
  2. 输入:powershell
  3. 按回车
(2)进入脚本和 PDB 所在的文件夹

cd /your/path/to/files

比如都放D盘,分子对接文件夹了,就输入:cd D:\分子对接

(3)运行命令(以分析链 A 和链 B,界面 5Å 为例),PDB 文件名如 myprotein_with_H.pdb:

pymol -qc show_protein_protein_interaction.py -- myprotein_with_H.pdb A B 5

运行后会发生什么?

  • PyMOL 在后台静默运行
    • 识别链 A 和链 B
    • 找出距离 ≤5Å 的界面残基(inter_1inter_2
    • 计算四类相互作用
    • 保存结果为 myprotein_with_H_interaction.pse

(4)查看结果,回到终端运行:

pymol myprotein_with_H_interaction.pse

PyMOL 图形界面打开,会看到:

  • 蛋白结构
  • 界面残基高亮
  • 各种相互作用用彩色虚线标出

最终输出两条链之间的氢键、π–π 堆积、阳离子–π、盐桥,都是在“界面 ≤5Å 的残基对”范围内


第四步:分析 “多链 VS 多链”

(1)比如 cpx_60_h.pdb 的 H+L 链和 A+B 链,5Å 界面

(2)打开终端;macOS/Linux 用 Terminal,Windows 用 PowerShell

(3)进入脚本和 PDB 所在的文件夹
(2)(3)两步和上面一样

(4)运行命令:

pymol -qc show_protein_protein_interaction.py -- cpx_60_h.pdb H+L A+B 5

cpx_60_h是pdb文件名;H、L、A、B 是你的 PDB 文件里自带的 “链标识”

在pymol中,Show as Cartoon,然后在命令行输入:

show chainlabels  # 显示每个链的ID标签

此时蛋白结构上会直接显示 A、B、H、L 等链 ID,对应到每个链的位置。

(5)查看结果在终端输入

pymol 6m0j_h_interaction.pse

最终输出四条链之间的氢键、π–π 堆积、阳离子–π、盐桥,都是在“界面 ≤5Å 的残基对”范围内

—百度网盘9KB大小,插件链接👇—

该插件通过网盘分享:show_protein_protein_interaction.py。

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