Coot (бағдарламалық жасақтама) - Coot (software)

Coot
Coot негізгі терезесі (0.5pre нұсқасы)
Coot негізгі терезесі (0.5pre нұсқасы)
ӘзірлеушілерПол Эмсли
Кевин Д.
Бастапқы шығарылым2002
Тұрақты шығарылым
0.8.9.1[1] / 1 сәуір 2018 ж; 2 жыл бұрын (1 сәуір 2018)
Операциялық жүйеWindows, Linux, OS X, Unix
ТүріМолекулалық модельдеу
ЛицензияGNU жалпыға ортақ лицензиясы
Веб-сайтhttp://www2.mrc-lmb.cam.ac.uk/personal/pemsley/coot
http://www.biop.ox.ac.uk/coot/

Бағдарлама Coot (Объектілі-кристаллографиялық құралдар)[2][3] макромолекулалардың, әдетте белоктардың немесе нуклеин қышқылдарының атомдық модельдерін көрсету және манипуляциялау үшін қолданылады 3D компьютерлік графика. Ол бірінші кезекте атомдық модельдерді үш өлшемді етіп құруға және растауға бағытталған электрондардың тығыздығы арқылы алынған карталар Рентгендік кристаллография әдістері, дегенмен ол мәліметтерге де қолданылған электронды микроскопия.

Шолу

Coot электрондардың тығыздығы карталарын және атомдық модельдерді бейнелейді және идеалдау, кеңістікті нақтылау, қолмен айналдыру / аудару, денеге қатты қондыру, лиганд іздеу, сольтация, мутациялар, ротамерлер және т.б. Рамачандранды идеалдандыру. Бағдарламалық жасақтама үйреншікті интерфейс элементтері (мәзірлер мен құралдар тақталары) немесе интуитивті мінез-құлық (тінтуір басқару элементтері) арқылы жалпы тапсырмаларға арналған құралдардың «ашылуын» қамтамасыз ету арқылы бастаушы пайдаланушыларға оңай үйренуге арналған. Соңғы әзірлемелер бағдарламалық жасақтаманың білікті пайдаланушылар үшін ыңғайлылығын арттырды, теңшелетін кілт байланыстары, кеңейтімдер және кең сценарий интерфейсі бар.

Coot бұл ақысыз бағдарламалық жасақтама, GNU GPL бойынша таратылады. Ол Coot веб-сайтында қол жетімді[4] бастапқыда Йорк университеті, ал қазір MRC молекулалық биология зертханасы. Алдын ала құрастырылған екілік файлдар Linux және Windows үшін веб-беттен және CCP4 және Mac OS X арқылы Финк және CCP4. Қосымша қолдау Coot викиі және белсенді COOT тарату тізімі арқылы қол жетімді.[5][6]

Негізгі автор Пол Эмсли (Кембридждегі MRC-LMB ). Басқа салымшылар арасында Кевин Ковтан, Бернхард Лохкамп және Стюарт Макничолас бар (Йорк университеті ), Уильям Скотт (Санта-Круздағы Калифорния университеті ) және Евгений Криссинель (Даресбери зертханасы ).

Ерекшеліктер

Coot бірқатар форматтарда макромолекулалық құрылымдардың 3D атомдық координаталық модельдерін қамтитын файлдарды оқу үшін пайдаланылуы мүмкін, соның ішінде pdb, mmcif және Shelx файлдары. Содан кейін модельді 3D форматында бұруға және кез-келген көзқараспен қарауға болады. Химиялық байланыстарды көрсететін векторлармен бірге атомдық модель стик-моделдің көмегімен әдепкі бойынша ұсынылады. Әр байланыстың екі жартысы байланыстың сол жағындағы атомның элементіне сәйкес боялған, химиялық құрылымды және бірегейлікті көптеген химиктерге таныс тәсілмен бейнелеуге мүмкіндік береді.

Coot сонымен қатар электрондардың тығыздығын көрсете алады, бұл рентгендік кристаллография және ЭМ-ді қалпына келтіру сияқты құрылымды анықтау тәжірибесінің нәтижесі. Тығыздық контуры 3D-тор көмегімен жүзеге асырылады. Оңай манипуляция үшін тінтуір дөңгелегі арқылы басқарылатын контур деңгейі - бұл пайдаланушыға бірнеше электронды контур деңгейінің визуалды беймәлімдігінсіз 3D электрондарының тығыздығы туралы түсінік алудың қарапайым әдісін ұсынады. Электрондық тығыздықты бағдарламадан бастап оқуға болады CCP немесе cns электронды тығыздық картасын mtz, hkl, fcf немесе mmcif файлдарынан оқылатын рентгендік дифракция мәліметтерінен тікелей есептеу жиі кездеседі.

Coot модель құру және нақтылау (мысалы, электронды тығыздыққа жақсырақ сәйкестендіру үшін модельді түзету) және валидация (мысалы, атомдық модельдің эксперименталды түрде алынған электрондардың тығыздығымен келісетіндігін және химиялық мағынасы бар екенін тексеру үшін) кең мүмкіндіктер ұсынады. Осы құралдардың ішіндегі ең маңыздысы - бұл нақты уақыт режимінде, графикалық кері байланысы бар атом моделінің бір бөлігінің электрон тығыздығына сәйкес келуін оңтайландыратын кеңістікті нақтылау қозғалтқышы. Сондай-ақ, пайдаланушы бұл процеске араласуы мүмкін, егер бастапқы модель сәйкес электрон тығыздығынан тым алыс болса, атомдарды қажетті орындарға сүйреп апаруы мүмкін.

Үлгілік құрылыс құралдары

Coot нақты кеңістікті нақтылау
Терминал қалдықтарын қосу

Жалпы модель құралдары:

  • C-альфа-эстафета режимі - ақуыздың негізгі тізбегін альфа-көміртегі атомдарын дұрыс орналастыру арқылы іздеу.
  • Ca аймағы -> Mainchain - альфа-көміртек атомдарының бастапқы ізін толық негізгі тізбек ізіне айналдыру.
  • Спиральды осында орналастырыңыз - аминқышқылдарының бірізділігіне сәйкес келу альфа-спираль тығыздыққа сәйкестендіру.
  • Жіптерді осында орналастырыңыз - аминқышқылдарының бірізділігіне сәйкес келу бета тізбегі тығыздыққа сәйкестендіру.
  • Идеал ДНҚ / РНҚ - идеалды ДНҚ немесе РНҚ фрагментін құру.
  • Лигандтарды табыңыз - макромолекуламен байланысуы мүмкін кез-келген кішігірім молекулаға модель тауып, сәйкестендіру.

Қолданыстағы атомдарды жылжытуға арналған құралдар:

  • Нақты ғарыштық аймақ - стереохимияны сақтай отырып, модельдің электрон тығыздығына сәйкестігін оңтайландыру.
  • Аймақты қалыпқа келтіру - стереохимияны оңтайландыру.
  • Қатты денеге жарамды аймақ - қатты дененің электрон тығыздығына сәйкес келуін оңтайландыру.
  • Аймақты бұру / аудару - қатты денені қолмен орналастыру.
  • Ротамер құралдары (автоматты түрде орнатылатын ротамер, қолмен ротамер, мутациялық және автофит, қарапайым мутация)
  • Бұралуды редакциялау (бұрыштарды өңдеу, негізгі тізбекті бұралуды, жалпы бұралуды редакциялау)
  • Ақуыздың басқа құралдары (флип пептиді, флип сиджейн, цис <-> транс)

Модельге атомдарды қосуға арналған құралдар:

  • Суларды табыңыз - модельге реттелген еріткіш молекулаларын қосу
  • Терминал қалдықтарын қосыңыз - ақуыз немесе нуклеотид тізбегін кеңейту
  • Балама конформацияны қосыңыз
  • Атомды көрсеткішке қойыңыз

Тексеру құралдары

Coot Ramachandran сюжетін растау құралы
Тығыздық сыйымдылығын тексеру құралы

Макромолекулалық кристаллографияда бақыланатын мәліметтер көбінесе әлсіз болады және бақылаулар мен параметрлердің арақатынасы 1-ге жақын. Нәтижесінде кейбір жағдайларда электрондардың тығыздығына дұрыс емес атом моделін құруға болады. Бұған жол бермеу үшін мұқият тексеру қажет. Coot төменде келтірілген бірқатар тексеру құралдарын ұсынады. Бастапқы модель құра отырып, бұлардың барлығын тексеріп, жалпыға ортақ мәліметтер базасымен атом координаттарын орналастырғанға дейін проблемалық деп көрсетілген кез-келген бөліктерін қайта қарау әдеттегідей.

  • Рамачандраның сюжеті - тексеру бұралу бұрыштары ақуыз тізбегінің
  • Kleywegt сюжет - NCS-ге байланысты тізбектердің бұралуы арасындағы айырмашылықты зерттеу.
  • Дұрыс емес хиральды көлемдер - дұрыс емес қолмен хираль орталықтарын тексеріңіз.
  • Модельденбеген блоктар - бар атомдармен есептелмеген электрондардың тығыздығын тексеру.
  • Айырмашылық картасы шыңдар - бақыланатын және есептелген тығыздық арасындағы үлкен айырмашылықтарды тексеру.
  • Суларды тексеру / жою - тығыздыққа сәйкес келмейтін су молекулаларын тексеріңіз.
  • Суларды айырмашылық картасы бойынша дисперсия бойынша тексеріңіз
  • Геометриялық анализ - байланыстың мүмкін емес ұзындықтарын, бұрыштарын және т.б. тексеріңіз.
  • Пептид омега анализі - жазық емес пептидтік байланыстарды тексеру.
  • Температура коэффициентінің дисперсиясын талдау -
  • GLN және ASN B факторларының шегерімдері -
  • Ротамер талдау - ақуыздың бүйір тізбегінің ерекше конформацияларын тексеріңіз.
  • Тығыздықты талдау - модельдің тығыздыққа сәйкес келмейтін бөліктерін анықтау.
  • Зондтар арасындағы қақтығыстар - қолайсыз ортадағы сутегі атомдарының болуын тексеріңіз (Molprobity қолдану арқылы).
  • NCS айырмашылықтары - NCS байланысты тізбектерінің жалпы айырмашылықтарын тексеру.
  • Пукка шайбалары - ерекше ДНҚ / РНҚ конформацияларын тексеріңіз.

Бағдарлама архитектурасы

Пішіннің құрылымы

Coot бірнеше кітапханаларға негізделген. Кристаллографиялық құралдарға Clipper кітапханасы жатады[7] электронды тығыздықты манипуляциялау және кристаллографиялық алгоритмдерді және MMDB қамтамасыз ету үшін[8] атомдық модельдерді манипуляциялау үшін. Басқа тәуелділіктерге жатады FFTW, және ГНУ ғылыми кітапханасы.

Бағдарламаның көптеген мүмкіндіктері сценарий интерфейсі арқылы қол жетімді, ол Python және Guile сценарийлерінің тілдерінен қол жеткізуге мүмкіндік береді.

CCP4mg-ге қатысты

CCP4mg молекулалық графикалық бағдарламалық жасақтама[9][10] бастап Бірлескен есептеу жобасы № 4 бұл Coot кейбір кодтармен бөлісетін байланысты жоба. Жобалар біршама өзгеше мәселелерге бағытталған, CCP4mg тұсаукесер графикасы мен кинолармен айналысады, ал Coot модельдерді құру және растаумен айналысады.

Кристаллографиялық есептеу қауымдастығына әсер ету

Бағдарламалық жасақтама соңғы 5 жылда айтарлықтай танымал болды, мысалы, 'O' сияқты кеңінен қолданылатын пакеттерді басып озды,[11] XtalView,[12] және Turbo Frodo.[13] Бастапқы басылым 2004 жылдан бері 21000-нан астам тәуелсіз ғылыми мақалаларда келтірілген.[14]

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ «0.8.9.1 шығарылымы». 1 сәуір 2018. Алынған 22 қазан 2019.
  2. ^ П.Эмсли; Б.Лохкамп; В.Г.Скотт; Ковтан (2010). "Coot-тің ерекшеліктері мен дамуы". Acta Crystallographica. D66: 486–501. дои:10.1107 / s0907444910007493. PMC  2852313. PMID  20383002.
  3. ^ П.Эмсли; Ковтан (2004). "Coot: молекулалық графикаға арналған модель құралдары". Acta Crystallographica. D60: 2126–2132. дои:10.1107 / s0907444904019158. PMID  15572765.
  4. ^ «Coot». Mrc-lmb.cam.ac.uk. Алынған 2017-02-27.
  5. ^ «Coot - CCP4 wiki». Strucbio.biologie.uni-konstanz.de. Алынған 2017-02-27.
  6. ^ «Www.Jiscmail.Ac.Uk мекен-жайындағы тізімдер». JISCMail. Алынған 2017-02-27.
  7. ^ «Доктор Кевин Ковтан - қызметкерлер туралы, Йорк Университеті». Ysbl.york.ac.uk. 2014-10-23. Алынған 2017-02-27.
  8. ^ [1]
  9. ^ Л.Поттертон, С.Макничолас, Э.Криссинел, Дж.Грубер, К.Ковтан, П.Эмсли, Г.Н.Муршудов, С.Коэн, А.Перракис және М.Нобль (2004). "CCP4 молекулалық-графикалық жобасындағы әзірлемелер". Acta Crystallogr. D60: 2288–2294.CS1 maint: бірнеше есімдер: авторлар тізімі (сілтеме)
  10. ^ [2]
  11. ^ «Алвин Джонстың басты беті». Xray.bmc.uu.se. Алынған 2017-02-27.
  12. ^ «CCMS Software - XtalView». Sdsc.edu. 2006-08-09. Алынған 2017-02-27.
  13. ^ «Turbo Frodo сипаттамасы». Csb.yale.edu. 1999-03-26. Алынған 2017-02-27.
  14. ^ «Молекулалық графикаға арналған кот модель құру құралдары - Google Scholar». Scholar.google.co.uk. Алынған 2017-02-27.

Сыртқы сілтемелер