PyMOL je neziskový multiplatformní software s open source licencí sponzorovaný samotnými uživateli. Své využití nachází v biochemických oborech zabývajících se strukturou biopolymerů (DNA, RNA, proteiny), jejich vzájemnými interakcemi apod. PyMOL slouží ke grafickému zobrazování, sdílení a analýze molekulárních dat získaných nejčastěji měřením buď metodou NMR spektroskopie, nebo X-ray krystalografie. Pro práci s těmito daty je využíván formát souboru .pdb. Jednou z nejpoužívanějších databází molekulárních dat je databáze Protein data bank (odtud zkratka PDB a formát .pdb), která k roku 2017 obsahuje přes 136 000 struktur .

PyMOL je celosvětově používaný software. Neexistuje však žádná česká verze programu a čeští uživatelé se musí spokojit s anglickou verzí.

První část názvu softwaru – Py značí, že je software napsán v programovacím jazyce Python.

Možnosti programu Mezi základní funkce programu PyMOL patří otevření souboru ve formátu .pdb a jeho prohlížení v grafickém zobrazení. Po otevření takového souboru v PyMOL se otevřou dvě okna: PyMOL Viewer, které slouží k zobrazení struktur a jejich přímé úpravě PyMOL Molecular Graphics System, které slouží jako příkazový řádek a jakýsi správce celého softwaru.

PyMOL Viewer Po otevření souboru se v hlavním poli zobrazí grafické vykreslení struktury a v pravém sloupci se zobrazí ovládací panel, kterým lze vybranou strukturu editovat. Ovládací panel se skládá z pěti záložek označených písmeny A, S, H, L a C. kartaASHLCactionshowhidelabelcolorvýznamhlavní akcezobraziskrýtoznačitobarvit

A - action Pod políčkem "A" se nachází základní možnosti, mezi které patří odstranění – delete object – nebo přejmenování vybrané struktury – rename object. Další důležitou položkou karty action jsou položky zoom a center, které je vhodné používat k zobrazení dané struktury a orientování struktury do středu prohlížecího prostoru, pokud je zobrazených více struktur najednou.

S - show náhled|270x270px|protein GFPAť už se jedná o jakoukoliv strukturu, je možné ji zobrazit v různých grafických podobách. Základní variantou prohlížení je pouhé vykreslení vazeb mezi jednotlivými atomy pomocí jednoduchých čar – lines, nebo je možné vazby zobrazit jako silnější "tyčky" – sticks. Tato zobrazení jsou vhodná pro pozorování detailů uvnitř struktur. Danou strukturu však lze pozorovat i jako celek (např. tvar proteinu, rozmístění sekundárních motivů, interakce proteinových domén…). K tomuto účelu lze strukturu zobrazit jako "stuhu" – ribbon, nebo "karikaturu" – cartoon. Je také možné zobrazit libovolnou kombinaci těchto grafik najednou nebo různé části struktury zobrazit pomocí různých grafik.

PyMOL dále umožňuje zobrazit kovalentně nevázané částice (ionty, voda…) – nonbonded. Ionty lze také zobrazit jako "koule" – spheres. PyMOL také umožňuje zobrazit jednotlivé atomy, resp. jejich povrchy, pomocí teček – dots, nebo pouze povrch celé struktury – surface, což je vhodné například ke sledování tvaru povrchu proteinu, či výskytu daných aminokyselin v rámci proteinu (výskyt hydrofobních aminokyselin na povrchu proteinu atd.). V neposlední řadě lze zobrazit pomocí různých grafik, či barevně zvýraznit hlavní, nebo vedlejší/postranní řetězce aminokyselin – main/side chain, nebo disulfidické můstky – disulfides.

H - hide Karta hide je v podstatě pouze opakem karty show. Slouží ke skrytí právě zobrazených útvarů v různých grafických podobách.vlevo|náhled|257x257px|ukázka možnosti zobrazení konkrétního místa proteinu L - label Dále PyMOL umožňuje písemně označit různé části vybrané struktury. Např. lze označit jednotlivé aminokyseliny – residues, řetězce – chains, nebo jednotlivé atomy – atom name. Veškeré značky lze jednorázově smazat pomocí položky clear.

C - color PyMOL také umožňuje zobrazit různé části dané struktury pomocí odlišných barev. Lze například celý protein obarvit od N-konce po C-konec jako barevné spektrum – spectrum, obarvit všechny sekundární struktury stejnou barvou – by ss, odlišit od sebe různé domény proteinu pomocí barev nebo v neposlední řadě lze barevně odlišit pouze pozorovaný úsek proteinu (např. aktivní místo enzymu). K tomu je potřeba označit myší ty struktury, které mají být obarveny. V pravém sloupci se objeví nová položka s automatickým názvem "sele" a tu je poté možné libovolně obarvit vybráním požadované barvy.

PyMOL Molecular Graphics System V tomto okně lze nalézt mnoho funkcí. Mezi základní, které stojí za zmínku, patří měření vzdáleností a zobrazení sekvence aminokyselin v okně PyMOL Viewer. Měření vzdáleností mezi atomy lze spustit pomocí Wizard → Measurement. Měření potom probíhá v okně PyMOL Viewer klikáním na jednotlivé atomy, jejichž vzdálenosti mají být zjištěny. Zobrazení sekvence aminokyselin pozorovaných biopolymerů se provede pomocí Display → Sequence. To může být užitečné pro vyhledávání konkrétních aminokyselin a k celkové orientaci v dané struktuře. Sekvence se zobrazí v horní části okna PyMOL Viewer.

Ovládání náhled|249x249px|ukázka možnosti práce v PyMOL PyMOL lze ovládat buď pouze myší (ideálně třítlačítkovou s kolečkem), nebo kombinací myši a klávesnice. V ideálním případě je uživatel schopen ovládat program pomocí příkazů, což značně usnadní práci. Myš Levé tlačítko myši slouží k standardní práci známé z i jiných běžných programů a k označování jednotlivých částí pozorované struktury. Pravé tlačítko myši slouží současně s pohybem myši k přibližování, či oddalování sledovaného objektu a kolečkem myši se lze "prořezávat" jeho vrstvami.

Klávesnice Následující tabulka je pouze výčtem základních písemných příkazů uvedených na konkrétních příkladech použití v praxi. Příkazy lze zadávat kdykoliv je PyMOL spuštěn: příkazúčel příkazufetch 2srcpokud je kdekoliv v PC stažen/uložen např. soubor 2src.pdb, otevře se v prohlížeči PyMOLbg_color whitezmění barvu pozadí prohlížeče PyMOL na bílou (lze zadat libovolnou barvu)sele XXX, resi 116vytvoří v pravém sloupci nový řádek/výběr, který obsahuje 116. aminokyselinu právě otevřeného proteinu; výběr bude pojmenován "XXX"sele AMK, resn Gly+Lysvybere všechny aminokyseliny (v tomto případě G (glycin) a K (lysin)) uvedené třípísmennou zkratkou za "resn" a výběr pojmenuje v pravém sloupci jako "AMK"png souboruloží aktuální pohled ve formátu .png pod názvem "soubor"show cartoonzobrazí vybrané struktury grafickým zobrazením "cartoon" (místo cartoon lze použít cokoliv z nabídky karty S – show)hide cartoonskryje grafické zobrazení "cartoon" u vybraných struktur (místo cartoon lze použít cokoliv z nabídky karty H – hide)hide allskryje vše zobrazené; slouží např. k vyčištění pracovní plochy a následnému zobrazení pouze požadované struktury Z tabulky také vyplývá, že je vhodné pro práci a pro rychlou orientaci v PyMOL znát jednopísmenné a třípísmenné zkratky všech aminokyselin vyskytujících se v živých organismech.

Pro další pomoc a inspiraci v PyMOL lze dohledat řadu návodů, manuálů apod.

Odkazy Reference

Externí odkazy

Oficiální stránky

Kategorie:Svobodný aplikační software Kategorie:Software používající Tk Kategorie:Software pro Linux