タンパク質分子の動きでムービーを作成

2007.1.15 by S. Fushinobu

同じタンパク質で2つ(以上)のコンフォメーションの構造が解けたら、ムービーを作って聴衆を煙に巻いてやりましょう。

参考URL:

以下はlinuxで、リガンド有りの例。lsqmanとpymolを使います。

1. USFから(新しいOSのバイナリはここ)dejavu_linux.tar.gzとdejavu_etc.tar.gzを取ってきて適当な場所(例:/usr/xtal/usf/)に置く。マニュアル(lsqman.doc)はetcの中に入っている。

2. ~/.bashrcに以下の2行を加える。(パスを通して環境変数GKLIBを設定)

PATH="/usr/xtal/usf/dejavu_linux:$PATH"
export GKLIB=/usr/xtal/usf/dejavu_etc

3. 分子を重ね合わせる(この場合は、Apo→Holoの動きで、Holoの上にApoを、ラージドメイン(a109-273)で重ねる)

#!/bin/sh
lx_lsqman << end-lsqman
read m1 Holo.pdb
read m2 Apo.pdb
at ca
ex m1 a109-273 m2 a109-273
set dist 1.0
im m1 a109-273 m2 a109-273
apply m1 m2
wr m2 ApoOnHolo.pdb
end-lsqman

上記の部分を例えばApoOnHolo.shとかいう名前にしてchmod +xで実行パーミッションを切ってから./ApoOnHolo.shで実行する。

lsqmanに限らずUSFのソフトは対話型で使う方が分かりやすいので、使い方を知りたければ、まず対話式で使ってみる。(lx_lsqmanで立ち上げた後に、上記のコマンドを1つづつ、最初のwordから手で入力するとなんとなく分かるはず)

4. リガンドを結合部位の外に出した座標を作る。入るときにタンパク質にぶつからないように注意。私はXtalViewのxfitを使ってますが、Cootやpymolでもできると思います。

5. ApoOnHolo.pdbとHolo.pdbをエディター等で修正する。

6. lsqmanで中間状態を書き出す。

#!/bin/sh
lx_lsqman << end-lsqman
read m1 ApoOnHolo.pdb
read m2 Holo.pdb
nomen m1
fix m1 a1-999 m2 a1 strict seq rmsd
at all
morph m1 a1-999 m2 a1 15 Apo2Holo cart y a109-272 999
end-lsqman

上記を1-Apo2Holo.shとかいう名前にして実行する。この例だと15枚のApo2Holo_*.pdbが出来る。

USFの説明で推奨されているように、lsqmacを使って書きだした分子をさらに重ね合わせるのは、普通は必要ない。

上記の例ではcartesian方式でやってます。これは単に2つの座標の間をつないだだけなので、中間では化学結合の角度とかが変になることがあります。これが気になる人は、cartの代わりにinternalオプションを使って下さい。ただし、この場合、リガンドは書いてくれないので別に計算したものを使う必要があります(面倒)。

7. 一つのファイルにまとめる。

BEGIN{i=0}
($1=="REMARK"&&$2=="Created"){
if (i>0) {print("TER");print("ENDMDL")};
printf("MODEL %d\n",i);i++;
}
(($1!="REMARK")&&($1!="END")){print($0)}
END{print("TER");print("ENDMDL")}

上記をPDB4mov.awkというファイルにする。

#!/bin/sh
if [ -f tmp.pdb ] ; then
 rm tmp.pdb
fi
cat 1-Apo2Holo_1.pdb >> tmp.pdb
cat 1-Apo2Holo_1.pdb >> tmp.pdb
cat 1-Apo2Holo_?.pdb >> tmp.pdb
cat 1-Apo2Holo_??.pdb >> tmp.pdb
cat 1-Apo2Holo_15.pdb >> tmp.pdb
cat 1-Apo2Holo_15.pdb >> tmp.pdb
rm 1-Apo2Holo_*.pdb
gawk -f PDB4mov.awk tmp.pdb > Apo2Holo.pdb
rm tmp.pdb
rm *.omac
rm *.lsqmac

上記を2-Combine.shとかいう名前にして実行。(最初と最後の構造をフレーム多めにしてみた。) gawkがない場合には適当にawkとかに変えて下さい。

8. pymolでAPo2Holo.pdb を開く。右下のボタンでムービーを制御可能。メニューのMovieから、スピードを制御したり、1枚づつレンダリングしたり(遅い!)できる。通常のpymolの使い方を知ってれば自由に表示方法を変えられます。プレゼンにはこれで十分でしょう。(パワーポイントのプレゼンテーションを一旦ESCとかで終了して、.pse (Pymol Session)ファイルを開けばよい。向きとか表示も自由に変えられるし。)

9. Mac版のpymolからはQuickTime movieが簡単に書き出せます。何らかのツールを使えばaviやmpegなどにも変換できるはず。複数のイメージファイルを書きだして、GraphicConverter (Mac OS)やphotoshopなどを使えばアニメーションGIFを作ることもできるはず。


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