C2150: Zpracování informací a vizualizace v chemii
Program VMD
Pokročilá práce s programem VMD
1. Zobrazení vodíkových vazeb
• Načtěte strukturu Dhla_CBT.pdb (který najdete ve složce
/home/martinp/C2150/structs/)
• Otevřete okno Menu: Graphics / Representations. Vytvořte novou reprezentaci
(tlačítkem Create Rep) a u ní nastavte Drawing Method na HBonds. Tloušťku čáry
Line Thickness je vhodné nastavit na vyšší hodnotu (např. 5). Je-li Coloring Method
nastaveno na Name, zobrazí ze modře vodíkové vazby, jejichž donorem je N a
červeně je-li donorem O. Vazby jsou lépe viditelné pokud se nastaví na barbu
oranžovou (Coloring Method: ColorID, barva č. 3). Pro lepší přehlednost je možné
zobrazit první grafickou reprezentaci jako NewCartoon.
• Je možné nastavit kritéria pro detekci vodíkových vazeb: Distance Cutoff –
maximální vzdálenost D-A, Angle Cutoff – maximální úhel D-H-A
2. Ukládání zobrazeného stavu molekul
• Zobrazený stav uložte pomocí Menu: File / Save Visualization State a specifikujte
jméno souboru (dejte mu koncovku .vmd) Ukončete VMD a znovu spusťte a pak
zvolte Menu: File / Load Visualization State a vyberte příslušný soubor. Dojde k
načtení vizuálního stavu uloženého v souboru.
• Aby tato funkcionalita fungovala správně, musí být VMD spuštěno ze stejného
adresáře jako předtím a zdrojové soubry (PDB) musí být dostupné v původních
adresářích. V případě problémů s nalezením souboru je potřeba editovat uložený
soubor a zkontrolovat cesty k souborům na řádcích s příkazy mol new, mol addfile a
mol load.
3. Zobrazení sekvence
• Vyberte Menu: Extensions / Analysis / Sequence Viewer. V zobrazeném okně
můžeme klikat na jednotlivá residua, která se zvýrazní.
• Více residuí najednou lze označit přidžením <Shift> a klikáním na jednotlivá
residua.
• Označená residua se zobrazí též v seznamu reprezentací, kde můžeme nastavit
odlišný způsob zobrazení případně je skrýt/zobrazit (dvojkliknutím v seznamu
residuí).
• Vpravo dole je vysvětleno barevné kódování. Zkratky znamenají: T – ohyb (turn), E
– beta list (extended conformation), B – isolated bridge, H – alfa helix , G – 3-10
helix, I – pi-helix, C – neuspořádaný úsek (coil).
4. Ramachandranův diagram
• Vyberte Menu: Extensions / Analysis / Ramachandran Plot. V seznamu Molecule
vyberte první molekulu.
• Klikáním na jednotlivé body v grafu se nalevo zobrazí příslušná informace o residuu.
• Chceme-li zobrazit v grafu jen některá residua, zadáme výběr do políčka Selection
(např. resid 1 to 100).
• Také lze zobrazit 3D-histogram pomocí příslušných tlačítek (histogram se zobrazí v
grafickém okně kde se zobrazují struktury). Histogram zobrazuje četnost výskytu
residuí v různých oblastech grafu.
5. Vytváření animací
• Vyberte Menu: Extensions / Visualization / Movie Maker .
• Pomocí tlačítka Set working directory vyberte složku kam se bude ukládat vytvořený
video soubor a v poli Name of movie uveďte jméno vytvářeného souboru. Nastavte
Movie duration na vhodný počet sekund (4-10). Stiskněte tlačítko Make Movie.
Generování souboru může trvat až desítky sekund. Po celou dobu generování videa
musí být okno se strukturou zobrazené a viditelné.
• Vytvořený videosoubor (zpravidla s koncovkou .mpg) lze přehrát přehrávačem totem
nebo mplayer (spouští se mplayer jmeno_souboru).
• Vyzkoušejte možnosti nastavení v menu Movie Settings. Vyzkoušejte Rotation about
Y axis.
6. Práce s trajektoriem
• Načteme trajektorii simulace polyalaninu ve vakuu. Budeme potřebovat základní
soubor popisující molekulu alanin.psf a soubor s trajektorií alanin.dcd (obsahuje
souřadnice atomů v jednotlivých bodech trajektorie). Oba soubory se neacházejí v
/home/martinp/C2150/structs/.
• Vyberte Menu: File / New Molecule, tlačítkem Browse vyberte soubor alanin.psf a
stiskněte tlačítko Load. Potom stejným způsobem načtěte soubor s trajektorií
alanin.dcd. Po načtení se spustí animace. Znovu ji můžeme spustit pomocí tlačítek v
dolní části okna s načtenými strukturami – vyzkoušejte funkci těchto tlačítek a
dalších nastavení animace.
• Zobrazte Ramachandrův diagram (Menu: Extensions / Analysis / Ramachandran
Plot), vyberte molekulu alanin.psf v seznamu molekul. Po spočtění animace se graf
bude aktualizovat pro každý snímek trajektorie. Kliknutím na bod v grafu se pomocí
nevyplněných čtverečků zobrazí pozice danéh residua v rámci ostatních snímků
trajektorie (na tyto čtverečky také můžeme klikat a zobrazí se nám příslušný snímek).
• Vyzkoušejte si vytvoření souboru s animací trajektorie – viz, předchozí bod
Vytváření animací. V menu Movie Settings vyberte trajectory.
• Vyzkoušejte načíst oba soubory jestě jednou, první soubor ale načtěte jako novou
molekulu a k ní načtěte alanin.dcd. Druhou molekulu obarvěte odlišnou bavou.
Vyzkoušejte si v seznamu molekul, jak můžete deaktivovat (dvojklikněte na
písmenko A) jednotlivé molekuly, které pak nebudou animovány. Ovládání tlačítek a
pozice ukazatele snímku se vždy vztahují ke struktuře označené jako top
(dvojklikněte na písmenko T).
Úloha 1:
Načtěte do VMD strukturu protein1.prmtop a k ní trajektorii protein1.traj (obojí v
/home/martinp/C2150/structs/). Ve struktiře nechte zobrazit vodíkové vazby oranžovou barvou.
Model struktury zobrazte reprezentací licorice. Vytvořte videosoubor s krátkou animací trajektorie
(jako Trajectory step size zvolte 10 a délku animace 8 s).
Videosoubor z úlohy 1 uložte do odevzdávárny.