タンパク質の形(立体構造)の表示・分析 : PyMOLのインストール

Pythonでインフォマティクス
  このカテゴリーの記事では、「Pythonを使った機械学習やケモ・バイオインフォマティクスの実装や論文」を紹介していきたいと考えています。Python は3系(3.7)、anacondaを中心にして環境構築していきます。以下のようなハード・ソフト環境(CentOS Linux)を用いますが、Python(anaconda)が利用できれば、異なる環境下でも類似の実装が可能かと思います。
  • CPU Intel® Core™ i7-6700K CPU @ 4.00GHz × 8
  • メモリ  64GB
  • GPU GeForce GTX 1080/PCIe/SSE2
  • OS  CentOS Linux 8
  • Python 3.7

今回の記事では、condaを利用して タンパク質の形(立体構造)の表示を行ってみます。タンパク質はアミノ酸(通常20種類)が数十〜数百個程度ペプチド結合で連結した生体高分子です。生命(細胞)中のありとあらゆる機能に関わる重要な分子で、例えばヒトでは、数万種類存在すると推定されています。各タンパク質中でのアミノ酸の順番(アミノ酸配列)は遺伝子のDNA塩基配列で指定されており、そのアミノ酸配列に応じた形(立体構造)を形成します。タンパク質の様々な機能は、その立体構造に起因すると考えられており、立体構造はタンパク質の機能を理解するための基盤となります。

condaによる PyMOL のインストール

この記事では、タンパク質の立体構造をパソコン上で表示したり、分析するために汎用されるソフトフェア、 “PyMOL” をインストールし、使えるようにします。前回記したように、conda createconda install を利用して、環境を構築することができます。

まずはターミナルで、

$ conda create -n pymol python=3.7

を実行します。-n の後ろは、作成する仮想環境の名前となります。自由に変更することができますが、今回は pymol としました。

ターミナルでconda info -e  を実行してみてください。

(base) [xxxx]$ conda info -e
# conda environments:
#
                 /home/xxxx/.local/share/r-miniconda
                 /home/xxxx/.local/share/r-miniconda/envs/r-reticulate
base          *  /home/xxxx/anaconda3
pymol            /home/xxxx/anaconda3/envs/pymol

/home/xxxx/anaconda3/envs/pymol というディレクトリが作成され、環境 pymol が出来ています。この環境 pymol をアクティブにしましょう。

$ conda activate pymol

を実行してください。環境 pymol に入りました。

この環境に PyMOL をインストールしましょう。次のコマンドを実行してください。

$ conda install -c schrodinger pymol

「PyMOLはオープンソースの分子グラフィックスツールである。ウォーレン・デラノにより開発され、個人経営のソフトフェア会社であるデラノ・サイエンティフィック によって商品化された。現在はSchrödinger社によって商品化されている。」(ウィキペディア)ということで、上記の -c schrodinger という引数を使うことでインストールできます(*この状態では、PyMOLの機能のいくつかが制限されています。Schrödinger社のライセンスを導入すれば、機能制限を解くこともできますが、このままでも問題なく使うことができます。)。依存関係にある多くのパッケージが同時にインストールされますが、y を選択してインストールを完了してください。conda list を実行すれば、pymol 2.4.1 がインストールされたのが確認できると思います。

 


PyMOL の起動

(*今回、環境 pymol を用意して、そのなかでパッケージ pymol をインストールしました。そのため、 パッケージ pymol を実行して、ソフトウェアを起動する際、環境 pymol がアクティブになっている( conda activate pymol した状態)必要があります。環境を用意せずに、base 環境に直接パッケージをインストールすることも可能ですが、あえて仮想環境を用意しています。これは一見面倒ですが、異なる仮想環境を用意することで、依存関係の異なる様々なパッケージを導入することが可能になります。また、後々、使用する必要のなくなった仮想環境を削除しても、他の環境・他のパッケージに影響が及びません。)

環境 pymol をアクティブにした状態で、

$ pymol

を実行することで、PyMOLが起動されます。以下のようなウィンドウが出ますが、

Skip Activation をクリックしてください。

このようにPyMOLが起動します。

 

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