Tips for protein crystallography

Tips for protein crystallography

COOT

Paul Emsley氏によって開発されたタンパク質Ｘ線結晶構造解析用モデリングソフト。Real Spece Refinement（電子密度への自動フィッティング）が強力で、効率よくモデリングできる。

http://www.ysbl.york.ac.uk/~emsley/coot/

COOTの基本的な使い方をまとめたマニュアル（PDF）
(構造生物学実習のテキスト)

MAC OSX 10.5 Leopard (Intel)へのインストール
Intel or PPC
いずれの場合もコンパイルされたものをダウンロードし、それを展開するだけ。
ファイルは/usr/local/xtalにコピーする必要がある。
terminalで
/usr/local/coot/bin/coot
を実行すればCootが起動する。
アイコンクリックで起動するようにするには上記ホームページからCootAutoOpener.dmgをdownload & installすればよい。

起動しない場合、X11に問題があるかもしれない。
アプリケーション/ユーティリティー/X11をクリックしても起動しない場合は、MacOSforgeからX11-2.3.0.pkgをdownload & installすればよい。

PyMOL

PyMOLの使い方、

タンパク質構造を綺麗に描くことができるグラフィックソフト。

http://pymol.sourceforge.net/

ラベルの入れ方（ステレオ表示）

label a/100/ca, "R100" << chain Aの残基番号100番のCA原子位置にR100とラベルを入れる。
setコマンドで、label_color, label_size (default=14)等を変更する。
もしくはSetting > Edit All...でパラメーターを編集する。
label_font_idは7か9がよさげ。(default=5)
微調整はメニューのMouseでマウスの設定をEditing mode (2 or 3 button)に変えて、
Ctl+dragでラベルを移動させる。
ステレオ(Wall-Eye)にして、rayを実行。
ray 2000, 1500もしくは4200, 2400とかいろいろ試してみる。
png filename.png
で書き出し、ラベルの色はphotoshopで好みの色に変更する。
自動選択ツールで文字を選び、編集＞塗りつぶし　で色を指定する。

ワームモデル（Worm model）の書き方

コマンドラインでcartoon loop, chain a+bと入力すれば、chainごとにcartoonのタイプを指定できる。
以下、Setting > Edit All..でパラメータ指定するか、setコマンドを使ってパラメータを入力する。
show cartoon, chain a+b
set cartoon_loop_radius=0.2
set stick_radius=0.2　　　　　<< loopと太さをそろえるときれい
set stick_ball=on
set stick_ball_ratio=1.2　　　<< molscriptのようにball-and-stickが好きな人はこれで

cartoon loop以外に、cartoon tubeもある。
お好みで。

マップ（電子密度）の表示

CCP4形式の電子密度を用意する。今回は2fofc_map.ccp4。
拡張しは.ccp4にする必要あり？

load refmac2.pdb
load 2fofc_map.ccp4,map1
isomesh msh1,map1,1.0
isomesh msh1,map1,1.0,resid 666 and chain a,carve=2.0
set mesh_radius = 0.01
bg_color white

色の指定

Setting > Colors...を開きRGBの値を0-1の範囲で指定し、色に名前をつけてApply。
その後このSessionではその色を指定できる。

2次構造の設定

PyMOLで二次構造を設定する場合、以下のようなコマンドを入力し、cartoon表示すればよい。

alter a/12/, ss='l'
alter a/13:22/, ss='s'
alter a/23:32/, ss='l'
alter a/33:40/, ss='s'
alter a/41:42/, ss='l'
alter a/43:46/, ss='s'
alter a/47:54/, ss='l'
alter a/55:63/, ss='s'
alter a/64:65/, ss='l'
alter a/66:74/, ss='s'
alter a/74:76/, ss='l'
alter a/77:88/, ss='s'
alter a/89:90/, ss='l'
alter a/91:99/, ss='s'
alter a/100:106/, ss='l'
alter a/107:114/, ss='h'
alter a/115:122/, ss='l'

構造の重ね合わせ

align a/*/ca, b/*/ca
Cα原子でA chainをB Chainに重ねる。親切にRMSDも出力される。

align a/*/ca x/*/ca, b/*/ca y/*/ca
複合体同士を重ねることもできる。

オブジェクト名で重ねる

align aaa, bbb
aaaが動いてbbbに重ねられる。（bbbは動かない）

水素結合などの点線を作る

コントロールを押しながら、マウスの真ん中ボタンで原子をクリック。２つの原子をクリックしたら、
dist
と入力すると結合を示す点線がでる。
Rayを実行したときに、丸っこい点線にしたいなら、
例えば、
set dash_gap=0.3
set dash_length=0.01
set dash_width=5.0
お好みで適当に変えると良い。

背景を透明にray

set ray_opaque_background, off
を入力後、rayを実行

対称分子の出し方

symexp sym,set,set,5.0
set.pdbのまわり5Aにある対称分子を表示する。
show cell
で、格子も表示される。

MOLSCRIPT

意外に面倒なジスルフィド結合

set bonddistance 2.6;
ball-and-stick either require in residue A3 and either atom CA, atom CB or atom SG or require in residue A20 and either atom CA, atom CB or atom SG;
ball-and-stick either require in residue A7 and either atom CA, atom CB or atom SG or require in residue A22 and either atom CA, atom CB or atom SG;
ball-and-stick either require in residue A15 and either atom CA, atom CB or atom SG or require in residue A32 and either atom CA, atom CB or atom SG;

SOLVE/RESOLVE

http://solve.lanl.gov/

パターソンマップ

近頃は測定技術やソフトウエアの進歩によって容易にタンパク質の構造が得られることが多い。そのためパターソンマップを描くこともなくなってきたが、たまには描くこともある。そのためのCCP4スクリプト。scaleit後のmtzファイルが必要。
setで指定しているパラメーターたちを変える。

#!/bin/csh -f
#
# kokokara
set RESOLUTION = '10 5.0'
set SYMMETRY = 'P62'
set DIFF = '100'
set DERIVLABEL = 'ept106'
set NATIVLABEL = 'ept106'
set MAPSCALE = '1.0'
set CONTOURS = 'SIG 1.5 TO 10.0 BY 1.0'
set SECTIONS_X = 'FRAC 0.0 0.5 1'
set SECTIONS_Y = 'FRAC 0.0 0.5 1'
set SECTIONS_Z = 'FRAC 0.0 0.5 1'
set GRID = 'RED EVERY 5 BLACK'
set SIZE = 'SIZE 250 CHA 1.'
set TITLE = 'pt02 125 Isomorphous Patterson'
#
#set LABIN = "LABIN F1=F_$DERIVLABEL SIG1=SIGF_$DERIVLABEL F2=F_$NATIVLABEL SIG2=SIGF_$NATIVLABEL"
set LABIN = "LABIN F1=DANO_$DERIVLABEL SIG1=SIGDANO_$DERIVLABEL"
# kokomade
#
\rm ./{$DERIVLABEL}_patterson.map
\rm ./{$DERIVLABEL}_patterson_msk_X.tmp
\rm ./{$DERIVLABEL}_patterson_msk_Y.tmp
\rm ./{$DERIVLABEL}_patterson_msk_Z.tmp
\rm ./{$DERIVLABEL}_patt_X.plot
\rm ./{$DERIVLABEL}_patt_Y.plot
\rm ./{$DERIVLABEL}_patt_Z.plot
\rm ./{$DERIVLABEL}_patt_X.ps
\rm ./{$DERIVLABEL}_patt_Y.ps
\rm ./{$DERIVLABEL}_patt_Z.ps
\rm ./{$DERIVLABEL}_patt_X.pdf
\rm ./{$DERIVLABEL}_patt_Y.pdf
\rm ./{$DERIVLABEL}_patt_Z.pdf

fft \
HKLIN ./scaleit.mtz \
MAPOUT ./{$DERIVLABEL}_patterson.map \
<< eof-fft
PATTERSON
RESOLUTION $RESOLUTION
EXCLUDE SIG1 3.0 SIG2 3.0 DIFF $DIFF
# LABIN F1=F_$DERIVLABEL SIG1=SIGF_$DERIVLABEL F2=F_$NATIVLABEL SIG2=SIGF_$NATIVLABEL
# LABIN F1=DANO_$DERIVLABEL SIG1=SIGDANO_$DERIVLABEL
$LABIN
end
eof-fft
#
#
mapmask \
MAPIN ./{$DERIVLABEL}_patterson.map \
MAPOUT ./{$DERIVLABEL}_patterson_msk_X.tmp \
<< eof-mapmask
AXIS Y Z X
END
eof-mapmask
#
mapmask \
MAPIN ./{$DERIVLABEL}_patterson.map \
MAPOUT ./{$DERIVLABEL}_patterson_msk_Y.tmp \
<< eof-mapmask
AXIS Z X Y
END
eof-mapmask
#
mapmask \
MAPIN ./{$DERIVLABEL}_patterson.map \
MAPOUT ./{$DERIVLABEL}_patterson_msk_Z.tmp \
<< eof-mapmask
AXIS X Y Z
END
eof-mapmask
#
#vectors \　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
#MAPIN ./{$DERIVLABEL}_patterson.map \
#XYZOUT ./vectors.pdb \
#<< eof-vectors
#SYM $SYMMETRY
# SOLVE SAD RUN1
#ATOM A 0.360 0.610 0.126 # 0.421 60.0 37.3
#ATOM B 0.551 0.890 0.132 # 0.441 60.0 35.5
#ATOM C 0.131 0.804 0.096 # 0.234 60.0 11.0
#ATOM D 0.135 0.469 0.067 # 0.059 5.6 8.7
#eof-vectors
#
npo \
MAPIN ./{$DERIVLABEL}_patterson_msk_X.tmp \
PLOT ./{$DERIVLABEL}_patt_X.plot \
#XYZIN1 ./vectors.pdb \
<< eof-npo
TITLE $TITLE
MAP SCALE $MAPSCALE
CONTOURS $CONTOURS
SECTIONS $SECTIONS_X
GRID $GRID
#INPUT PDB
LABEL ALL
SOLID
RADII ATOMS ALL -0.5
VIEW X
$SIZE
PLOT
END
eof-npo
#
npo \
MAPIN ./{$DERIVLABEL}_patterson_msk_Y.tmp \
PLOT ./{$DERIVLABEL}_patt_Y.plot \
#XYZIN1 ./vectors.pdb \
<< eof-npo
TITLE $TITLE
MAP SCALE $MAPSCALE
CONTOURS $CONTOURS
SECTIONS $SECTIONS_Y
GRID $GRID
#INPUT PDB
LABEL ALL
SOLID
RADII ATOMS ALL -0.5
VIEW Y
$SIZE
PLOT
END
eof-npo
#
npo \
MAPIN ./{$DERIVLABEL}_patterson_msk_Z.tmp \
PLOT ./{$DERIVLABEL}_patt_Z.plot \
#XYZIN1 ./vectors.pdb \
<< eof-npo
TITLE $TITLE
MAP SCALE $MAPSCALE
CONTOURS $CONTOURS
SECTIONS $SECTIONS_Z
GRID $GRID
#INPUT PDB
LABEL ALL
SOLID
RADII ATOMS ALL -0.5
VIEW Z
$SIZE
PLOT
END
eof-npo
#
pltdev -dev ps -abs -i ./{$DERIVLABEL}_patt_X.plot -o ./{$DERIVLABEL}_patt_X.ps
pltdev -dev ps -abs -i ./{$DERIVLABEL}_patt_Y.plot -o ./{$DERIVLABEL}_patt_Y.ps
pltdev -dev ps -abs -i ./{$DERIVLABEL}_patt_Z.plot -o ./{$DERIVLABEL}_patt_Z.ps
# pltdev -dev ps -auto -i ./{$DERIVLABEL}_patt_Z.plot -o ./{$DERIVLABEL}_patt_Z.ps
#xplot84driver ./{$DERIVLABEL}_patt_X.plot &
#xplot84driver ./{$DERIVLABEL}_patt_Y.plot &
#xplot84driver ./{$DERIVLABEL}_patt_Z.plot &
ps2pdf ./{$DERIVLABEL}_patt_X.ps ./{$DERIVLABEL}_patt_X.pdf
ps2pdf ./{$DERIVLABEL}_patt_Y.ps ./{$DERIVLABEL}_patt_Y.pdf
ps2pdf ./{$DERIVLABEL}_patt_Z.ps ./{$DERIVLABEL}_patt_Z.pdf
gpdf ./{$DERIVLABEL}_patt_X.pdf
gpdf ./{$DERIVLABEL}_patt_Y.pdf
gpdf ./{$DERIVLABEL}_patt_Z.pdf

------

Last update 2009-12-14 19:57
access from 2008-07-29