sci如何作图（零基础用Pymol绘制蛋白质-小分子结合模式图）

文 / 利刃君

微信ID / ziyuanliren666

全文共2700字，推荐阅读时间7分钟。

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本次教程以TRK-A蛋白与其原配体为例绘制蛋白质-小分子结合模式图。TRK-A晶体结构由PDB数据库（https://www.rcsb.org/）检索下载（PDB ID：6PL1），前期我们以Schrodinger软件进行了分子对接，其中：

①小分子配体与氨基酸Glu590、Met592、Asp668形成氢键作用；

②小分子配体与氨基酸Phe589、Phe669形成π-π堆积作用；

③小分子配体与氨基酸Phe669形成阳离子- π作用；

④小分子配体与氨基酸Met592、Tyr591等多个氨基酸形成疏水作用。

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本次教程需要使用Pymol（需要center_of_mass.py插件）、Photoshop（PS）/PowerPoint（PPT）这三款软件。先来看一张成品图。

注：center_of_mass.py插件可由文末获取，或者从PyMolWiki网站自行下载。需要Pymol软件及安装教程可翻看利刃君历史消息获取。

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导入文件

点击File-open…导入本次要处理的6PL1.pdb文件，也可以通过命令行的方法导入文件，利刃君这里通过命令行的方法导入文件，方便同时设置好工作目录。

在命令行输入以下命令（Pymol>表示这是Pymol的命令），输入完成后需要按回车执行命令。

然后点击Display-Sequence显示蛋白质序列及配体信息。此时，软件界面如下图所示。

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初步修饰

我们可以更改蛋白的显示颜色，单击Viewer界面右侧菜单所示对象6pl1文本右侧的“C”，选择”by element”，选择C为青色的选项，即可更换蛋白条带颜色。（当然也可以更换为其他颜色）。

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设置操作对象。

为了方便后续操作，我们将配体及与其发生相互作用的关键氨基酸残基设置为不同对象。

首先按照下图顺序，将配体设置为“lig”对象。

随后同样的方法，将氨基酸残基设置为“res”，为了方便操作，我们这里使用命令行操作。主要包括与配体发生相互作用的氨基酸Glu590、Met592、Asp668、Phe589、Phe669和Tyr591等。

输入以下命令“select res,resi 590 592 668 589 669 591”，按下回车确认即完成操作。可以看到右侧窗口出现了lig和res的项目，表示设置配体及氨基酸残基对象完成。

-肆-

隐藏不需要的部分，添加标签。

依次输入以下命令，可根据个人情况进行更改。

单击Viewer界面右侧菜单所示对象res文本右侧的“L”，选择”residues”，即可为氨基酸残基添加标签。

-伍-

绘制蛋白-小分子结合作用力。

由于小分子配体与氨基酸Phe589、Phe669形成π-π堆积作用，因此，我们以Phe589为例绘制π-π堆积作用。

首先我们确保选择（Selecting）模式为Atoms状态（更改方式位于Pymol软件的右下方，鼠标单击Selecting后面的选项即可更改），此时，鼠标单击选择的便不是残基而是单个原子，方便我们创建几何中心球。

依次点击Phe589残基苯环上的六个原子，输入命令“com sale，object=p1”，即可生成名称为p1的质心球对象；同样的方法，我们选中配体上咪唑环上的五个原子，输入命令“comsale，object=p2”，以及Phe669残基苯环上的六个原子，输入命令“comsale，object=p3”，即可生成名称为p2和p3的质心球对象。

随后，我们对小球的显示样式进行更改，输入以下命令。

所有的质心球创建完成后，开始绘制分子间作用力。点击Pymol菜单中的Wizard-Measurement，然后点击需要连接的小球/原子，两两一组，便可画出虚线，该虚线同样作为对象（如measure01）可以在右侧菜单中调整参数，同样的办法绘制氢键作用和阳离子- π作用，连接完成后点击右侧菜单的“done”即可退出连接模式。

-陆-

调整图像。

为了使图片达到出版要求，我们需要对图像进行进一步修饰。首先对作用力虚线进行修饰，然后显示蛋白图。按以下命令进行操作。

我们还可以点击Pymol软件上方的菜单栏Setting-Cartoon，然后确保RoundHelices、FancyHelices、FlatSheets和FancySheets四个选项中打勾，对蛋白Cartoon图像进一步微调。

此外，我们可以移动label的位置。首先设置Mouse Mode为Editing模式，按住Ctrl键，用鼠标左键或右键拖动label。最后得到下图。

最后，为了得到更高品质的图像，可以在空白处点击鼠标右键，选择Ray即可进行图片光线渲染。另外，Pymol中的字体标注不是很好看，因此我们需要后期导入PS或者PPT里进一步处理，这时，为了方便标注，我们可以存一张带标签的和一张不带标签的图像，方便后期修改。

这时，我们可以输入命令“hide labels”和“show labels”来隐藏/显示标签。同样的方法可通过命令“show cartoon”和“hide cartoon”来显示/隐藏蛋白条带。可以通过按住鼠标右键拖动的方法来调节视角大小，通过按住鼠标左键拖动的方法转动视角。以此来获得更好的图像。

通过输入以下命令来导出图像。

下图中为导出的带标签的图像（左）和不带标签的图像（右），待所有需要的图像均保存完成后，再进行后期处理。

另外，由于这里小分子较大，一张图会显得很杂，利刃君这里将小分子分为3个片段：A-ring、B-ring和C-ring三个片段，来使蛋白-小分子的结合方式展示的更加清晰。

随后，熟悉PS的可以将图片导入到PS中进行图像拼合和文字添加以及排版，不熟悉PS的也可以用PPT进行处理。（PS方便我们进行图像大小设置，以达到杂志社的要求）这样就完成了最后的图片啦~

注：由于时间关系，本次教程中疏水作用未进行绘制，大家可以以文中同样的方法进行添加。

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资源获取方式：

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2.点击头像，私信关键词：035（注意关键词不要多字少字，否则后台无法识别）

就可获取 Pymol软件的center_of_mass.py插件（附带安装教程）啦~

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