跑分子动力学动画就用VMD(资源放送版)
VMD是一款非常小而精致的可视化工具,也是业界非常常用且功能强大的分子动力学可视化软件。本期内容就为大家介绍这款软件的功能应用和下载安装以及操作指南。
VMD功能应用
VMD用于蛋白质、核酸、脂质双层组装体等生物系统的建模、可视化和分析。
它可以用来查看更多的通用分子,因为VMD可以读取标准的蛋白质数据库(PDB)文件并显示包含的结构。
VMD下载链接
VMD下载地址:
https://www.ks.uiuc.edu/Development/Download/download.cgi?PackageName=VMD

根据电脑系统选择适合的安装包进行下载即可。
Windows系统下的安装比较简单,只需运行.exe文件根据提示进行安装即可。这里主要为大家介绍Linux系统下VMD的安装。
下载完成后,解压VMD安装包;然后依次输入运行以下命令即可:

操作指南
①界面介绍
打开VMD后,会打开三个窗口,分别为:
主窗口(VMD Main),显示窗口(VMD OpenGL Display),和命令窗口。

下面我们导入一个蛋白结构,
在VMD主窗口的菜单栏点击File->New Molecule打开Molecule File Browser窗口;
点击Browse选择要导入的文件,注意目录名、文件名都不应出现中文;
Detemine file type可设置文件类型,一般可自动读取。

在Linux系统下,可在终端直接输入命令来导入文件,如:

不要忘记点击Load按钮,此时,导入的结构以默认的显示方案显示在显示窗口中。

②改变视角
现在将鼠标移至显示窗口中,按住鼠标左键拖动,可进行旋转;
按住右键左右拖动,蛋白质结构会垂直于屏幕旋转;
滑动鼠标滚轮,可将蛋白放大或缩小。

VMD中有多种鼠标模式,默认的鼠标模式是 Rotate Mode(旋转模式,R),以上即为R模式的操作方式。
在主窗口菜单栏的Mouse菜单,可将鼠标模式改为Translate Mode(移动模式,T)或Scale Mode(缩放模式,S)

T模式下,按住鼠标左键可移动结构,按下鼠标中键来改变剪切板

S模式下,按住鼠标左键水平移动来缩小或放大分子,这种缩放不同于R模式下滑动鼠标中键的缩放,大家可自行感受。

此外,Center(中心模式,C)十分有用,可确定分子绕之旋转的支点。
C模式下,鼠标在显示窗口内为十字。
将十字放在想要作为旋转中心的原子上点一下,再按住鼠标左键旋转,就会以新定义的中心进行旋转。

主窗口中菜单栏点击Display->Reset View,或者在显示窗口内点击“=”键,可将当前显示的对象居中。
③修改显示样式
下面我们对对象的显示模式进行修改。
在主窗口中菜单栏点击Graphics->Representations,打开Graphical Representations窗口;
在Selected Molecule的下拉菜单中可选择不同的对象,即指定对哪个对象设定显示方式;
点击Create Rep可创建新的表示,可创建多个,效果可叠加,以此可完成复杂的绘图;
点击Delete Rep可删除表示;

下图部分为各种表示的当前状态,由三个元素构成。Style为样式显示方案;Color为颜色显示方案;Selection为内容显示方案。
如此时蛋白结构以线状显示,根据名称进行着色,所有的原子都显示。

下图中可以设置当前选择的原子,
Coloring Method的下拉菜单可选择着色方案;
Drawing Method的下拉菜单可选择显示样式;
Material的下拉菜单可选择显示材质。

下面来看一些不同的显示方案。

每一种 Drawing Method 都可以再进一步设置显示效果。比如对于 CPK,可以调整原子球的大小(Sphere Scale)、改变化学键的粗细(Bond Radius)、以及设置更高或更低的分辨率(Sphere/Bond Resolution)。

同样的方式,大家可自行去探索不同的着色方案和不同材质的显示效果。
④选择对象方式
在Graphical Representations窗口中选择Selections标签,在Singlewords部分中可以看到可以输入的选项列表。

如在Selected Atoms的文本输入框输入“helix”,可在显示窗口中只显示螺旋结构。

也可使用逻辑词“and/or/not”组合用于选择时的文本输入。
如输入“not helix”来选择除了螺旋外的其它部分。

Selections标签的Keyword栏可根据蛋白质某些部分的特定值来进行选择。
同样的可使用Keyword和 Value组成的词组输入Selected Atoms的文本输入框。

如输入“resname LYS”可选择蛋白结构中所有的赖氨酸。

此外,within命令会经常用来范围选择,如输入“waterwithin 3 of protein” 来选择距离蛋白质3埃之内的所有的水分子。
输入“within 5 of protein”来选择距离蛋白质5埃之内的所有原子。
⑤更改背景色
在主窗口菜单栏点击Graphics->Colors打开Color Controls窗口,可对颜色进行自由设定。Categories选择Display;
Names选择Background;
Colors选择White即可将背景色改为白色。需要修改其它对象的颜色也是类似的。

⑥隐藏坐标轴
在主窗口菜单栏点击Display->Axes->off即可隐藏坐标轴。

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欢迎大家到评论区一起学习讨论:
1.用VMD算法分解仿真信号,对于参数选取,有什么建议吗?或是有相关参数选取的文献供参考吗?
2.VMD程序中,在对中心频率进行初始化后,利用维纳滤器对模式谱进行更新,再基于此进行中心频率的更新。这在VMD原文中也只有公式,程序也是按照公式编。但具体的过程我是怎么也看不懂,不知道它是如何确定的中心频率和带宽。
3.vmd分解后可以使用t检验像emd那样分成高频低频趋势项吗?
来源:唯理计算
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