使用 ChimeraX 绘制晶体结构小分子密度

Intro

你需要：

1. 已安装 ChimeraX
2. 晶体结构坐标 PDB 文件
3. 和 PDB 文件对应的电子密度 mtz 文件

本文以 7VH8 为例，参照这篇文章得到 PDB 和 MTZ 文件。

TL;DR

1. 打开 ChimeraX 安装 Clipper，有两种安装方式:

   1. 图形界面中，在 Tools -> More Tools... 中找到安装即可。
   2. 执行 toolshed install clipper 命令进行安装。

2. 打开 PDB 文件后，将 mtz 文件拖入，会出现弹窗，选择对应的 PDB。

   

   打开后应该是这样的：

   

3. 展示密度：

   1. 我们先将背景颜色改为白色：

      CHIMERAX

      set bgcolor white
      

   2. 随后选中小分子：

      CHIMERAX

      sel #1.2:4WI
      

   3. 仅展示小分子附近的密度：

      CHIMERAX

      clipper isolate sel surroundDistance 0 contextDistance 5 maskRadius 2.5 hideSurrounds true focus true
      

      参数	描述
      sel	指的是当前选中的原子（即小分子）
      surroundDistance	指定扩展选择的距离，默认为0埃。这个参数决定了除了选中的原子外，额外包括哪些原子来计算地图覆盖区域。
      contextDistance	这个参数设置了额外显示的上下文区域的距离，默认为5埃。这些原子会被显示但不会被地图覆盖。
      maskRadius	指定地图掩码的半径，默认为3埃。这决定了地图在选定区域周围延伸多远。
      hideSurrounds	如果为true，不在 surroundDistance 范围内的原子将被隐藏（卡通显示不受影响）
      focus	如果为true，视图将重置并居中显示覆盖区域

      

   4. 调整 Contour Level 并赋予颜色：

      需要注意的是：Coot 和 ChimeraX 所采用的 Contour Level 存在差异：

      软件	Contour Level
      Coot	默认使用标准差(sigma)单位来表示等值线水平(尽管在软件中显示为 rmsd）。 当在 Coot 中设置 Contour Level 为 1.0 时，它实际上表示显示密度值大于或等于平均密度加上1.0个标准差的区域。
      ChimeraX	通常以绝对电子密度值（electron/ų）来表示等值线水平。 当运行命令 volume #1 level 1.0 时，它表示显示密度值等于或大于1.0 electron/ų的区域。

      因此：

      • 如果希望在 ChimeraX 中以标准差(standard deviation)为单位设置等值线水平，可使用 sdLevel，这与 Coot 中的概念相同。

      • 如果希望在 ChimeraX 中表示以均方根偏差(root-mean-square deviation)为单位设置等值线水平，可使用 rmsLevel.

      CHIMERAX

      volume #1.1.1.2 sdLevel 1.0 color blue
      

      

      • 这里可以使用 color blue 来赋予颜色。

      对于mFo-Fc差异图，你可能想要设置正负值：

      CHIMERAX

      volume #1.1.1.4 sdLevel 3.0 color green sdLevel -3.0 color red
      

      [!TIP]

      如果 ChimeraX 中间有一个指示三轴中心，你可以通过 cofr show false 来关闭它。

   5. 对光影和颜色进行简单调整后，一张漂亮的图就制作完成了。

      

Outro

网上有很多教你如何对冷冻电镜密度进行展示和着色的教程，而晶体结构似乎较少，希望对你有帮助。

欢迎留言讨论。