pymol

PyMOL

Valdete M. G. de Almeida

valdete.almeida@prof.unibh.br

TÓPICOS ESPECIAIS A: BIOINFORMÁTICA ESTRUTURAL

PyMOL

Valdete M. G. de Almeida 1/37

Exibir/Medir estruturas de proteínas/DNA

Gerar publicação com imagens de qualidade

Produzir vídeos para apresentação

Fazer alinhamento estrutural de duas moléculas

Construir modelos para ligante e proteína

Gerar mapa de potencial eletrostático

Mutação de proteína

PyMOL

Valdete M. G. de Almeida 2/37

Onde obter o pymol?

http://www.pymol.org/

Versão atual 1.3

Sistemas operacionais:

Microsoft Windows XP, Vista, Win7

Mac OS X 10.5+ (Intel-based Macs only) Linux (glibc 2.3.4)

PyMol (Gráfico de Interface com Usuário)

Valdete M. G. de Almeida 3/37

PyMol (Gráfico de Interface com Usuário)

Valdete M. G. de Almeida 4/37

Comandos comumente utilizados

Valdete M. G. de Almeida 5/37

Comando Função

load Lê um arquivo de dados (pdb, pml, pse)

save Salva coordenadas para o arquivo

select Seleciona resíduo/átomo de um objeto ou seleção existente

delete Deleta um objeto

color Define a cor de um objeto

show Exibe uma representação em particular

hide Esconde uma representação

set Altera um parâmetro (ex.: tamanho de uma esfera)

orient Centraliza a visão de um objeto ou seleção

distance Mede a distância entre dois átomos

Modos de Representação

Valdete M. G. de Almeida 6/37

show cartoon, 1TEC show sticks, 1TEC show ribbon, 1TEC

show spheres, 1TEC show surface, 1TEC show mesh, 1TEC

Visualização Cartoon

Valdete M. G. de Almeida 7/37

cartoon tube, 1:49/ cartoon automatic, 50:99/ cartoon loop, 100:149/ cartoon oval, 150:199/ cartoon rect, 200:279/

cartoon automatic

cartoon loop cartoon rect

cartoon oval cartoon tube

Seleção

Valdete M. G. de Almeida 8/37

Propriedades

Forma curta

Definição

symbol e. Símbolo químico, select polar, symbol o+n

name n. Nome dos átomos, select carbons, n. ca+cb+cg+cd

resn r. Nome dos resíduos, select aas, resn asp+glu+asn+gln

resi i. Números dos resíduos, select mults10, resi 1+10+100+1000

chain c. Identificador cadeia

ss - Tipos de estruturas secundárias, select allstrs, ss h+s+l+""

Álgebra da Seleção

Valdete M. G. de Almeida 9/37

and, or, not etc. Como selecionar átomos?

Propriedades

Forma curta

Definição

not s1 ! s1 Átomos que não são incluidos em s1

and & Átomos incluidos em ambos s1 e s2

or | Átomos incluidos em s1 ou s2

in - Átomos em s1 name, resi, resn, chain corresponde com s2

like l. Átomos em s1 name, resi corresponde com s2

Seleção

Valdete M. G. de Almeida 10/37

Comandos para seleção:

hide all;

select proteina, chain E;

select inibidor, chain I;

Seleção

Valdete M. G. de Almeida 11/37

Comandos para seleção:

hide all;

select proteina, chain E;

select inibidor, chain I;

Estruturas secundárias:

select helices, (ss h and proteina);

select folhas, (ss s and proteina);

select loops, (ss l and proteina);

Seleção

Valdete M. G. de Almeida 12/37

Seleção de Resíduos/átomos

(a) select triptofanos, (resn trp and proteina)

(a)

Seleção

Valdete M. G. de Almeida 13/37

Seleção de Resíduos/átomos

(a) select triptofanos, (resn trp and proteina)

(b) select triade, (resi 32+64+221 and proteina);

(c) select num_atomos, (id 289-296+528-537+1605-1610 and proteina)

(a)(b) (c)

Seleção

Valdete M. G. de Almeida 14/37

Seleção de Resíduos/átomos

select bb, (name c+n+o+h and proteina)

select proteina and (not resn asp+glu+his)

Seleção

Valdete M. G. de Almeida 15/37

Seleção de Resíduos/átomos

(a) select dist7, (resi 38 around 7)

(a)

Seleção

Valdete M. G. de Almeida 16/37

Seleção de Resíduos/átomos

(a) select dist7, (resi 38 around 7)

(b) select dist_res7, byres (resi 38) expand 7

(a) (b)

Label

Valdete M. G. de Almeida 17/37

(a)label resi 71, name ATRIBUTO DESCRIÇÃO

name Nome do átomo

resi Número do resíduo

resn Nome do resíduo

chain Nome cadeia

q carga

b Fator de ocupância

segi Identificador de seguimento

type Tipo de átomo (atom, hetatm)

formal_charge

Carga formal

partial_charge

Carga parcial

numeric_type

Tipo númerico

text_type Tipo de texto

(a)

Label

Valdete M. G. de Almeida 18/37

(a)label resi 71, name

(b)label (resi 71 and name ca),"%s-%s" %(resn,resi)

ATRIBUTO DESCRIÇÃO

name Nome do átomo

resi Número do resíduo

resn Nome do resíduo

chain Nome cadeia

q carga

b Fator de ocupância

segi Identificador de seguimento

type Tipo de átomo (atom, hetatm)

formal_charge

Carga formal

partial_charge

Carga parcial

numeric_type

Tipo númerico

text_type Tipo de texto

(a) (b)

Label

Valdete M. G. de Almeida 19/37

(a)label resi 71, name

(b)label (resi 71 and name ca),"%s-%s" %(resn,resi)

(c)label (resi 71),"%1.2f" % b

ATRIBUTO DESCRIÇÃO

name Nome do átomo

resi Número do resíduo

resn Nome do resíduo

chain Nome cadeia

q carga

b Fator de ocupância

segi Identificador de seguimento

type Tipo de átomo (atom, hetatm)

formal_charge

Carga formal

partial_charge

Carga parcial

numeric_type

Tipo númerico

text_type Tipo de texto

(a) (b) (c)

Label

Valdete M. G. de Almeida 20/37

(a)label resi 71, name

(b)label (resi 71 and name ca),"%s-%s" %(resn,resi)

(c)label (resi 71),"%1.2f" % b

(d)label (resi 71 and name ca),"%s" % (chain)

ATRIBUTO DESCRIÇÃO

name Nome do átomo

resi Número do resíduo

resn Nome do resíduo

chain Nome cadeia

q carga

b Fator de ocupância

segi Identificador de seguimento

type Tipo de átomo (atom, hetatm)

formal_charge

Carga formal

partial_charge

Carga parcial

numeric_type

Tipo númerico

text_type Tipo de texto

(a) (b) (c) (d)

Label

Valdete M. G. de Almeida 21/37

(a)label resi 71, name

(b)label (resi 71 and name ca),"%s-%s" %(resn,resi)

(c)label (resi 71),"%1.2f" % b

(d)label (resi 71 and name ca),"%s" % (chain)

(e)label (resi 71 and name ca),"%s-%s" % (name,type)

ATRIBUTO DESCRIÇÃO

name Nome do átomo

resi Número do resíduo

resn Nome do resíduo

chain Nome cadeia

q carga

b Fator de ocupância

segi Identificador de seguimento

type Tipo de átomo (atom, hetatm)

formal_charge

Carga formal

partial_charge

Carga parcial

numeric_type

Tipo númerico

text_type Tipo de texto

(a) (b) (c) (d) (e)

Label

Valdete M. G. de Almeida 22/37

set label_font_id, number #( number é o tipo de fonte 5-15)

set label_size, number

set label_color, color

set label_shadow_mode, 1

set label_font_id, 15

set label_outline_color, black

set label_position, [2,0,0]

edit_mode

Color

Valdete M. G. de Almeida 23/37

(a) color palecyan, proteina

(b) Color yellow, interface

(c) util.cbaw triade

(d) set_color myblue= [0.5 , 0.7 , 0.9 ]

color myblue, interface

(e) set_color myorange=[1.00 , 0.40 , 0.0 ]

color myorange, interface

util.cbag green

util.cbac cyan

util.cbay yellow

util.cbas salmon

util.cbaw white/grey

util.cbab slate

util.cbao light orange

util.cbap Purple

util.cbak Pink

(a) (b) (c) (d) (e)

(O=vermelho; N= Azul ; H= Branco)

Distância

Valdete M. G. de Almeida 24/37

(a) distance (CA_triade), (CA_res45)

(b) distance dist01, (i. 38+71+225 and n. CA and proteina), ( i. 73+76+229 and n. CA and proteina)

(c) dist mydist, 1TEC//E/71/C, 1TEC//E/225/O

(a) (b) (c)

Distância

Valdete M. G. de Almeida 25/37

(a) set dash_gap,0.3 [0]

(b) set dash_width,3.5 [8]

(c) set dash_radius,0.1 [0.3]

(d) set dash_length,0.2 [0.8]

(e) set dash_round_ends,on [off]

(f) set dash_color, yellow [black]

(a) (b) (c) (d) (e) (f)

Alinhamento Estrutural

Valdete M. G. de Almeida 26/37

load 1TEC.pdb

load 1GCI.pdb

bg_color white

show cartoon, (all)

select 1TEC_E, (chain E and 1TEC)

select 1WSD_A, (chain A and 1WSD)

align 1TEC_E and name ca, 1WSD_A and name ca

Alinhamento Estrutural

Valdete M. G. de Almeida 27/37

load 1TEC.pdb

load 1GCI.pdb

bg_color white

show cartoon, (all)

select 1TEC_E, (chain E and 1TEC)

select 1WSD_A, (chain A and 1WSD)

align 1TEC_E and name ca, 1WSD_A and name ca

PyMOL>align 1TEC_E and name ca, 1WSD_A and name ca

Match-Warning: unknown residue type CA Match-Warning: unknown residue type CA Match-Warning: unknown residue type CA Match: read scoring matrix.

Match: assigning 281 x 270 pairwise scores.

MatchAlign: aligning residues (281 vs 270)...

ExecutiveAlign: 265 atoms aligned.

ExecutiveRMS: 23 atoms rejected during cycle 1 (RMS=1.62).

ExecutiveRMS: 13 atoms rejected during cycle 2 (RMS=0.84).

Executive: RMS = 0.663 (229 to 229 atoms)

Script PyMOL

Valdete M. G. de Almeida 28/37

load 1TEC.pdb

bg_color white;

hide all

create proteina, (chain E);

create inibidor, (chain I);

create sitio, (resi 38,71,225 and proteina);

select CA_sitio, (name CA and sitio);

Script PyMOL

Valdete M. G. de Almeida 29/37

load 1TEC.pdb

bg_color white;

hide all

create proteina, (chain E);

create inibidor, (chain I);

create sitio, (resi 38,71,225 and proteina);

select CA_sitio, (name CA and sitio);

show sticks, sitio;

util.cbaw sitio;

color orange CA_sitio;

Script PyMOL

Valdete M. G. de Almeida 30/37

load 1TEC.pdb

bg_color white;

hide all

create proteina, (chain E);

create inibidor, (chain I);

create sitio, (resi 38,71,225 and proteina);

select CA_sitio, (name CA and sitio);

show sticks, sitio;

util.cbaw sitio;

color orange CA_sitio;

distance dist_triade, (proteina//E/38/CA), (proteina//E/71/CA);

distance dist_triade, (proteina//E/38/CA), (proteina//E/225/CA);

distance dist_triade, (proteina//E/71/CA), (proteina//E/225/CA);

Script PyMOL

Valdete M. G. de Almeida 31/37

load 1TEC.pdb

bg_color white;

hide all

create proteina, (chain E);

create inibidor, (chain I);

create sitio, (resi 38,71,225 and proteina);

select CA_sitio, (name CA and sitio);

show sticks, sitio;

util.cbaw sitio;

color orange CA_sitio;

distance dist_triade, (proteina//E/38/CA), (proteina//E/71/CA);

distance dist_triade, (proteina//E/38/CA), (proteina//E/225/CA);

distance dist_triade, (proteina//E/71/CA), (proteina//E/225/CA);

label (CA_sitio),"%s-%s" % (resn,resi);

set label_size, -0.6;

set label_color, black;

set dash_gap, 0;

set dash_radius,0.1;

set dash_color, yellow;

set ray_shadows,off;

ray;

png figura1.png;

Script PyMOL

Valdete M. G. de Almeida 32/37

@ meu_script.pml

Prática

Valdete M. G. de Almeida 33/37

Hemoglobina (2dn1.pdb)

Transportar oxigênio dos pulmões para as células

Formada por 4 subunidades (2 cadeias α e 2 cadeias β )

Cada subunidade contém um grupo heme

O oxigênio está ligado ao átomo de ferro

Dois resíduos de histidina (58 e 87 em α , 63 e 92 em β) são ligados ao átomo de ferro para catalizar a funçãon.

Prática

Valdete M. G. de Almeida 34/37

1. Mostrar o grupo heme

2. Mostrar o átomo de ferro no grupo heme

3. Mostrar os dois resíduos de histidina (somente da

cadeia A)

4. Mostrar os átomos de oxigênios

5. Criar uma imagens de alta resolução

Referências

Valdete M. G. de Almeida 36/37

1. http://www.pymol.org/

2. http://www.pymolwiki.org/

3. http://www.weizmann.ac.il/ISPC/eMovie.html

4. http://www.pdb.org/pdb/explore/explore.do?

structureId=1TEC

5. http://www.pdb.org/pdb/explore/explore.do?

structureId=2DN1

6. http://www.pdb.org/pdb/explore/explore.do?

structureId=1GCI