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yingyulou/PDBTools

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__init__.py

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PDBTools

PDB文件解析与坐标线性代数运算工具集。

PDB文件在PDBTools中将被解析为4个层级：Protein -> Chain -> Residue -> Atom

本文档中所有的“角度”均指弧度制角度；所有的“旋转矩阵”均指右乘旋转矩阵。

使用说明

  • PDBTools依赖Numpy以及Enum（仅Python2）

  • 导入"PDBTools"即可使用：

import PDBTools
  • PDBTools的所有接口均位于名称空间PDBTools下

PDB文件解析函数

1. Load

Load(pdbFileName, parseHBool = False)

将PDB文件解析为Protein对象。

参数：

  • <str> pdbFilePath：PDB文件路径
  • <bool> parseHBool：是否开启氢原子解析

返回值：

  • <Protein> Protein对象

例：

proObj = Load('xxxx.pdb')

2. LoadModel

LoadModel(pdbFilePath, parseHBool = False)

将含有"MODEL"关键词的PDB文件解析为Protein对象list。

参数：

  • <str> pdbFilePath：PDB文件路径
  • <bool> parseHBool：是否开启氢原子解析

返回值：

  • <list<Protein>> Protein对象构成的list

例：

proObjList = LoadModel('xxxx.pdb')

属性

Protein属性

1. <str> name

PDB文件名（不包含".pdb"）。

2. <int> model

Model编号。

如果当前Protein对象由Load函数解析得到，或由LoadModel函数解析得到，但其不属于一个Model，则此值为0。

3. <list<Chain>> sub

self包含的所有链对象。

4. <dict<str, Chain>> subDict

self包含的所有{链名：链对象}哈希表。

请注意：如果self包含多条链名一致的链，则此属性的数据不正确（先出现的链将被后出现的链覆盖）。

5. <np.ndarray(1 * 3)> center, 只读

self包含的所有原子的几何中心。

6. <str> seq, 只读

self的残基序列。

7. <str> fasta, 只读

self的字符串形式的Fasta文件内容，title为self.name。

Chain属性

1. <str> name

链名。

2. <Protein> owner

self所属的Protein。

3. <list<Residue>> sub

self包含的所有残基对象。

4. <dict<str, Residue>> subDict, 只读

self包含的所有{完整残基编号：残基对象}哈希表。

请注意：如果self包含多个完整残基编号一致的残基，则此属性的数据不正确（先出现的残基将被后出现的残基覆盖）。

5. <np.ndarray(1 * 3)> center, 只读

self包含的所有原子的几何中心。

6. <str> seq, 只读

self的残基序列。

7. <str> fasta, 只读

self的字符串形式的Fasta文件内容，title为self.name。

8. <int> idx, 只读

self在self.owner.sub中的索引值。

9. <Chain> pre, next, 只读

self在self.owner.sub中的前/后一个同级对象，如果不存在这样的对象（self是self.owner.sub中的第一个或最后一个元素），则将抛出IndexError异常。

Residue属性

1. <str> name

残基名。

2. <int> num

残基编号。

3. <str> ins

残基插入字符。

4. <Chain> owner

self所属的Chain。

5. <list<Atom>> sub

self包含的所有原子对象。

6. <str> compNum

同时获取/设定残基对象的num + ins属性。

使用以下方式设定属性：

proObj = Load('xxxx.pdb')
proObj[0][0].compNum = (0, '')

7. <dict<str, Atom>> subDict, 只读

self包含的所有{原子名：原子对象}哈希表。

请注意：如果self包含多个原子名一致的原子，则此属性的数据不正确（先出现的原子将被后出现的原子覆盖）。

8. <dict<str, np.ndarray(1 * 3)>> coordDict, 只读

self包含的所有{原子名：原子坐标}哈希表。

请注意：如果self包含多个原子名一致的原子，则此属性的数据不正确（先出现的原子将被后出现的原子覆盖）。

9. <np.ndarray(1 * 3)> center, 只读

self包含的所有原子的几何中心。

10. <str> seq, 只读

self的残基序列。

11. <str> fasta, 只读

self的字符串形式的Fasta文件内容，title为self.name。

12. <int> idx, 只读

self在self.owner.sub中的索引值。

13. <Residue> pre, next, 只读

self在self.owner.sub中的前/后一个同级对象，如果不存在这样的对象（self是self.owner.sub中的第一个或最后一个元素），则将抛出IndexError异常。

Atom属性

1. <str> name

原子名。

2. <int> num

原子编号。

3. <np.ndarray(1 * 3)> coord

原子坐标。

4. <str> alt

备用位置指示符。

5. <str> occ

占有。

6. <str> tempF

温度因子。

7. <str> ele

元素符号。

8. <str> chg

电荷。

9. <Residue> owner

self所属的Residue。

10. <int> idx, 只读

self在self.owner.sub中的索引值。

11. <Atom> pre, next, 只读

self在self.owner.sub中的前/后一个同级对象，如果不存在这样的对象（self是self.owner.sub中的第一个或最后一个元素），则将抛出IndexError异常。

成员函数

构造函数

1. Protein构造函数

__init__(self, proteinID = '', modelNum = 0)

参数：

  • <str> proteinID：蛋白名，用于初始化name属性
  • <int> modelNum：Model编号，用于初始化model属性

例：

proObj = Protein('xxxx')

2. Chain构造函数

__init__(self, chainName = '', owner = None)

参数：

  • <str> chainName：链名，用于初始化name属性
  • <Protein> owner：self的所属Protein，用于初始化owner属性。如果owner不为None，则构造函数将自动在owner与self之间建立从属关系

例：

proObj = Protein('xxxx')
chainObj = Chain('X', proObj)

3. Residue构造函数

__init__(self, resName = '', resNum = 0, resIns = '', owner = None)

参数：

  • <str> resName：残基名，用于初始化name属性
  • <int> resNum：残基编号，用于初始化num属性
  • <str> resIns：残基插入字符，用于初始化ins属性
  • <Chain> owner：self的所属Chain，用于初始化owner属性。如果owner不为None，则构造函数将自动在owner与self之间建立从属关系

例：

chainObj = Chain('X')
resObj = Residue('XXX', 0, '', chainObj)

4. Atom构造函数

__init__(self, atomName = '', atomNum = 0, atomCoord = array([0., 0., 0.]),
    atomAltLoc = '', atomOccupancy = '', atomTempFactor = '', atomElement = '',
    atomCharge = '', owner = None)

参数：

  • <str> atomName：原子名，用于初始化name属性
  • <int> atomNum：原子编号，用于初始化num属性
  • <np.ndarray(1 * 3)> atomCoord：原子坐标，用于初始化coord属性
  • <str> atomAltLoc：备用位置指示符，用于初始化alt属性
  • <str> atomOccupancy：占有，用于初始化occ属性
  • <str> atomTempFactor：温度因子，用于初始化tempF属性
  • <str> atomElement：元素符号，用于初始化ele属性
  • <str> atomCharge：电荷，用于初始化chg属性
  • <Residue> owner：self的所属Residue，用于初始化owner属性。如果owner不为None，则构造函数将自动在owner与self之间建立从属关系

例：

resObj = Residue('X')
atomObj = Atom('X', 0, np.array((0., 0., 0.)), '', '', '', '', '', resObj)

特殊成员函数

1. __iter__（仅限非Atom层级）

__iter__(self)

获取sub属性的迭代器。

例：

proObj = Load('xxxx.pdb')

for chainObj in proObj:
    for resObj in chainObj:
        for atomObj in resObj:
            pass

2. __len__（仅限非Atom层级）

__len__(self)

获取sub属性的长度。

例：

proObj = Load('xxxx.pdb')
subLen = len(proObj)

3. __getitem__, __setitem__（仅限非Atom层级）

__getitem__(self, sliceObj)

__setitem__(self, sliceObj, setValue)

通过索引值获取/设定sub属性中的元素。

例：

proObj = Load('xxxx.pdb')
atomObj = proObj[0][0][0]
proObj[0] = proObj[1].Copy()

4. __sub__（仅限Atom层级）

__sub__(self, subAtomObj)

获取两原子间的欧几里得距离。

例：

proObj = Load('xxxx.pdb')
atomDis = proObj[0][0][0] - proObj[0][0][1]

所有层级公有成员函数

1. Dump

Dump(self, dumpFilePath, fileMode = 'w')

将self输出到PDB文件。

参数：

  • <str> dumpFilePath：输出PDB文件路径
  • <str> fileMode：文件句柄打开模式

返回值：

  • self

例：

proObj = Load('xxxx.pdb')
proObj.Dump('xxxx.pdb')

2. Dumps

Dumps(self)

得到字符串形式的PDB文件内容。

参数：

  • void

返回值：

  • <str> 字符串形式的PDB文件内容

例：

proObj = Load('xxxx.pdb')
dumpStr = proObj.Dumps()

3. Copy

Copy(self)

得到self的深拷贝。

参数：

  • void

返回值：

  • self的深拷贝

例：

proObj = Load('xxxx.pdb')
copyProObj = proObj.Copy()

非Atom层级公有成员函数

1. [I]GetResidues

GetResidues(self)

IGetResidues(self)

跨层级直接返回self包含的所有残基对象。

参数：

  • void

返回值：

  • <list<Residue>> 对于GetResidues
  • <Generator<Residue>> 对于IGetResidues

例：

proObj = Load('xxxx.pdb')
resObjList = proObj.GetResidues()
resObjIter = proObj.IGetResidues()

2. [I]GetAtoms, [I]FilterAtoms, [I]GetAtomsCoord, [I]FilterAtomsCoord

GetAtoms(self)

IGetAtoms(self)

FilterAtoms(self, atomName = 'CA', *atomNameTuple)

IFilterAtoms(self, atomName = 'CA', *atomNameTuple)

GetAtomsCoord(self)

IGetAtomsCoord(self)

FilterAtomsCoord(self, atomName = 'CA', *atomNameTuple)

IFilterAtomsCoord(self, atomName = 'CA', *atomNameTuple)

跨层级直接返回self包含的所有，或按原子的name属性筛选后的原子对象或原子坐标。

参数：

  • <*str> *atomNameTuple：原子名列表

返回值：

  • <list<Atom>> 对于GetAtoms，FilterAtoms
  • <Generator<Atom>> 对于IGetAtoms，IFilterAtoms
  • <np.ndarray> 对于GetAtomsCoord，FilterAtomsCoord
  • <Generator<np.ndarray(1 * 3)>> 对于IGetAtomsCoord，IFilterAtomsCoord

例：

proObj = Load('xxxx.pdb')

atomObjList = proObj.GetAtoms()
filterAtomObjList = proObj.FilterAtoms('N', 'CA', 'C')
atomCoordList = proObj.GetAtomsCoord()
filterAtomCoordList = proObj.FilterAtomsCoord('N', 'CA', 'C')

atomObjIter = proObj.IGetAtoms()
filterAtomObjIter = proObj.IFilterAtoms('N', 'CA', 'C')
atomCoordIter = proObj.IGetAtomsCoord()
filterAtomCoordIter = proObj.IFilterAtomsCoord('N', 'CA', 'C')

3. MoveCenter

MoveCenter(self)

将self的所有原子坐标减去center向量。

参数：

  • void

返回值：

  • self

例：

proObj = Load('xxxx.pdb')
proObj.MoveCenter()

4. DumpFasta

DumpFasta(self, dumpFilePath, fileMode = 'w')

将self输出到Fasta文件。

参数：

  • <str> dumpFilePath：输出Fasta文件路径
  • <str> fileMode：文件句柄打开模式

返回值：

  • self

例：

proObj = Load('xxxx.pdb')
proObj.DumpFasta('xxxx.fasta')

5. RenumResidues, RenumAtoms

RenumResidues(self, startNum = 1)

RenumAtoms(self, startNum = 1)

对self的所有残基/原子进行重编号。

参数：

  • <int> startNum：起始编号

返回值：

  • self

例：

proObj = Load('xxxx.pdb')
proObj.RenumResidues().RenumAtoms()

6. Append, Insert

Append(self, subObj, copyBool = True)

Insert(self, insertIdx, subObj, copyBool = True)

为self追加/插入子结构。所有添加至self的子结构都是原结构对象调用Copy成员函数得到的拷贝，且会与self自动建立从属关系。如果copyBool被设定为False，则拷贝不会发生。

参数：

  • <*SubObj> subObjTuple：self对应的子结构对象列表
  • <int> insertIdx：插入位置索引值
  • <bool> copyBool：是否拷贝subObj

返回值：

  • self

例：

proObj = Load('xxxx.pdb')
proObj.Append(proObj.sub[0]).Insert(0, proObj.sub[0])

7. RemoveAlt

RemoveAlt(self)

遍历self包含的所有原子对象，如果原子对象的alt属性为''，则忽略，如果为'A'，则修改为''，否则删除当前原子。

参数：

  • void

返回值：

  • self

例：

proObj = Load('xxxx.pdb')
proObj.RemoveAlt()

非Protein层级公有成员函数

1. Remove

Remove(self)

从self.owner.sub中删除self。

参数：

  • void

返回值：

  • void

例：

proObj = Load('xxxx.pdb')
proObj.sub[0].Remove()

残基二面角

残基对象实现了若干对蛋白主/侧链二面角进行计算和旋转相关的成员函数（即以下所有成员函数的self都专指Residue对象）。

主链二面角

对主链进行操作时请注意：N端与C端的两个残基分别无法进行二面角Phi与Psi的计算或调整（因为这两个二面角不存在）。如果出现上述情况，则将抛出IndexError异常。

1. CalcBBDihedralAngle

CalcBBDihedralAngle(self, dihedralEnum)

计算主链二面角。

参数：

  • <DIH> dihedralEnum：主链二面角种类。DIH.PHI或DIH.L表示Phi；DIH.PSI或DIH.R表示Psi

返回值：

  • <float> 有符号二面角值（-pi ~ pi）

例：

proObj = Load('xxxx.pdb')
resObj = proObj[0][1]
dihedralAngle = resObj.CalcBBDihedralAngle(DIH.PHI)

2. CalcBBRotationMatrixByDeltaAngle, CalcBBRotationMatrixByTargetAngle

CalcBBRotationMatrixByDeltaAngle(self, dihedralEnum, sideEnum, deltaAngle)

CalcBBRotationMatrixByTargetAngle(self, dihedralEnum, sideEnum, targetAngle)

以旋转角度/目标角度作为参数，计算主链旋转矩阵。

参数：

  • <DIH> dihedralEnum：主链二面角种类。DIH.PHI或DIH.L表示Phi；DIH.PSI或DIH.R表示Psi
  • <SIDE> sideEnum：转动侧。SIDE.N或SIDE.L表示转动N端；SIDE.C或SIDE.R表示转动C端
  • <float> deltaAngle/targetAngle：旋转角度/目标角度

返回值：

  • <np.ndarray(1 * 3)> 旋转前/后平移向量
  • <np.ndarray(3 * 3)> 旋转矩阵

例：

proObj = Load('xxxx.pdb')
resObj = proObj[0][1]
moveCoord, rotationMatrix = resObj.CalcBBRotationMatrixByDeltaAngle(DIH.PHI, SIDE.N, 1.)
moveCoord, rotationMatrix = resObj.CalcBBRotationMatrixByTargetAngle(DIH.PHI, SIDE.N, 0.)

3. GetBBRotationAtomObj

GetBBRotationAtomObj(self, dihedralEnum, sideEnum)

获取以给定参数进行旋转时，所有需要旋转的原子对象列表。

参数：

  • <DIH> dihedralEnum：主链二面角种类。DIH.PHI或DIH.L表示Phi；DIH.PSI或DIH.R表示Psi
  • <SIDE> sideEnum：转动侧。SIDE.N或SIDE.L表示转动N端；SIDE.C或SIDE.R表示转动C端

返回值：

  • <list<Atom>> 所有需要旋转的原子对象列表

例：

proObj = Load('xxxx.pdb')
resObj = proObj[0][1]
rotationAtomObjList = resObj.GetBBRotationAtomObj(DIH.PHI, SIDE.N)

4. RotateBBDihedralAngleByDeltaAngle, RotateBBDihedralAngleByTargetAngle

RotateBBDihedralAngleByDeltaAngle(self, dihedralEnum, sideEnum, deltaAngle)

RotateBBDihedralAngleByTargetAngle(self, dihedralEnum, sideEnum, targetAngle)

以旋转角度/目标角度作为参数直接旋转主链。

参数：

  • <DIH> dihedralEnum：主链二面角种类。DIH.PHI或DIH.L表示Phi；DIH.PSI或DIH.R表示Psi
  • <SIDE> sideEnum：转动侧。SIDE.N或SIDE.L表示转动N端；SIDE.C或SIDE.R表示转动C端
  • <float> deltaAngle/targetAngle：旋转角度/目标角度

返回值：

  • self

例：

proObj = Load('xxxx.pdb')
resObj = proObj[0][1]
resObj.RotateBBDihedralAngleByDeltaAngle(DIH.PHI, SIDE.N, 1.)
resObj.RotateBBDihedralAngleByTargetAngle(DIH.PHI, SIDE.N, 0.)

侧链二面角

对侧链进行调整时请注意：GLY、ALA残基由于不存在侧链二面角，不可调用下列成员函数。且不可使用不存在的侧链二面角索引值调用下列成员函数。如果出现上述情况，则将抛出IndexError异常。

1. CalcSCDihedralAngle

CalcSCDihedralAngle(self, dihedralIdx)

计算侧链二面角。

参数：

  • <int> dihedralIdx：侧链二面角索引值。索引值从0开始编号，最大允许索引值根据残基种类而不同。索引值表示某个残基从主链到侧链方向上的第N个侧链二面角

返回值：

  • <float> 有符号二面角值（-pi ~ pi）

例：

proObj = Load('xxxx.pdb')
resObj = proObj[0][1]
dihedralAngle = resObj.CalcSCDihedralAngle(0)

2. CalcSCRotationMatrixByDeltaAngle, CalcSCRotationMatrixByDeltaAngle

CalcSCRotationMatrixByDeltaAngle(self, dihedralIdx, deltaAngle)

CalcSCRotationMatrixByTargetAngle(self, dihedralIdx, targetAngle)

以旋转角度/目标角度作为参数，计算侧链旋转矩阵。

参数：

  • <int> dihedralIdx：侧链二面角索引值。索引值从0开始编号，最大允许索引值根据残基种类而不同。索引值表示某个残基从主链到侧链方向上的第N个侧链二面角
  • <float> deltaAngle/targetAngle：旋转角度/目标角度

返回值：

  • <np.ndarray(1 * 3)> 旋转前/后平移向量
  • <np.ndarray(3 * 3)> 旋转矩阵

例：

proObj = Load('xxxx.pdb')
resObj = proObj.sub[0].sub[1]
moveCoord, rotationMatrix = resObj.CalcSCRotationMatrixByDeltaAngle(0, 1.)
moveCoord, rotationMatrix = resObj.CalcSCRotationMatrixByTargetAngle(0, 0.)

3. GetSCRotationAtomObj

GetSCRotationAtomObj(self, dihedralIdx)

获取以给定侧链二面角进行旋转时，所有需要旋转的原子对象列表。

参数：

  • <int> dihedralIdx：侧链二面角索引值。索引值从0开始编号，最大允许索引值根据残基种类而不同。索引值表示某个残基从主链到侧链方向上的第N个侧链二面角

返回值：

  • <list<Atom>> 所有需要旋转的原子对象列表

例：

proObj = Load('xxxx.pdb')
resObj = proObj[0][1]
rotationAtomObjList = resObj.GetSCRotationAtomObj(0)

4. RotateSCDihedralAngleByDeltaAngle, RotateSCDihedralAngleByTargetAngle

RotateSCDihedralAngleByDeltaAngle(self, dihedralIdx, deltaAngle)

RotateSCDihedralAngleByTargetAngle(self, dihedralIdx, targetAngle)

以旋转角度/目标角度作为参数直接旋转侧链。

参数：

  • <int> dihedralIdx：侧链二面角索引值。索引值从0开始编号，最大允许索引值根据残基种类而不同。索引值表示某个残基从主链到侧链方向上的第N个侧链二面角
  • <float> deltaAngle/targetAngle：旋转角度/目标角度

返回值：

  • self

例：

proObj = Load('xxxx.pdb')
resObj = proObj[0][1]
resObj.RotateSCDihedralAngleByDeltaAngle(0, 1.)
resObj.RotateSCDihedralAngleByTargetAngle(0, 0.)

数学函数

1. Dis

Dis(coordA, coordB)

计算两个三维坐标之间的欧几里得距离。

参数：

  • <np.ndarray(1 * 3)> coordA，coordB：两个三维坐标

返回值：

  • <float> 欧几里得距离

例：

coordDis = Dis(np.array((1., 2., 3.)), np.array((4., 5., 6.)))

2. Norm

Norm(coordArray)

计算三维向量的二范数。

参数：

  • <np.ndarray(1 * 3)> coordArray：三维坐标

返回值：

  • <float> 二范数

例：

coordNorm = Norm(np.array((1., 2., 3.)))

3. CalcVectorAngle

CalcVectorAngle(coordA, coordB)

计算两向量夹角。

参数：

  • <np.ndarray(1 * 3)> coordA，coordB：两个三维向量

返回值：

  • <float> 两向量夹角值（0 ~ pi）

例：

vectorAngle = CalcVectorAngle(np.array((1., 2., 3.)), np.array((4., 5., 6.)))

4. CalcRotationMatrix

CalcRotationMatrix(rotationAxis, rotationAngle)

计算轴角旋转矩阵。

参数：

  • <np.ndarray(1 * 3)> rotationAxis：旋转轴向量，无需缩放至单位长度
  • <float> rotationAngle：旋转角

返回值：

  • <np.ndarray(3 * 3)> 旋转矩阵

例：

rotationMatrix = CalcRotationMatrix(np.array((1., 2., 3.)), 1.)

5. CalcRotationMatrixByTwoVector

CalcRotationMatrixByTwoVector(coordA, coordB)

计算从向量A旋转至向量B所需要的旋转矩阵。

参数：

  • <np.ndarray(1 * 3)> coordA，coordB：两个三维向量

返回值：

  • <np.ndarray(3 * 3)> 旋转矩阵

例：

rotationMatrix = CalcRotationMatrixByTwoVector(np.array((1., 2., 3.)), np.array((4., 5., 6.)))

6. CalcDihedralAngle

CalcDihedralAngle(coordA, coordB, coordC, coordD)

计算二面角。

参数：

  • <np.ndarray(1 * 3)> coordA，coordB，coordC，coordD：四个三维向量

返回值：

  • <float> 有符号二面角值（-pi ~ pi）

例：

dihedralAngle = CalcDihedralAngle(np.array((1., 2., 3.)), np.array((4., 5., 6.)),
    np.array((7., 8., 9.)), np.array((10., 11., 12.)))

7. CalcRMSD

CalcRMSD(coordArrayA, coordArrayB)

对两组等长的三维坐标计算RMSD。

参数：

  • <np.ndarray(N * 3)> coordArrayA，coordArrayB：两组等长的矩阵

返回值：

  • <double> RMSD值

例：

rmsdValue = CalcRMSD(np.array(((1., 2., 3.), (4., 5., 6.))),
    np.array(((7., 8., 9.), (10., 11., 12.))))

8. CalcSuperimposeRotationMatrix

CalcSuperimposeRotationMatrix(sourceCoordArray, targetCoordArray)

计算从sourceCoordArray到targetCoordArray的叠合旋转矩阵。

参数：

  • <np.ndarray(N * 3)> sourceCoordArray, targetCoordArray：两组等长的矩阵

返回值：

  • <np.ndarray(1 * 3)> 前平移向量
  • <np.ndarray(3 * 3)> 旋转矩阵
  • <np.ndarray(1 * 3)> 后平移向量

例：

coordArrayA = np.array(((1., 2., 3.), (4., 5., 6.)))
coordArrayB = np.array(((7., 8., 9.), (10., 11., 12.)))

sourceCenterCoord, rotationMatrix, targetCenterCoord = CalcSuperimposeRotationMatrix(
    coordArrayA, coordArrayB)

print((coordArrayA - sourceCenterCoord).dot(rotationMatrix) + targetCenterCoord)
print(coordArrayB)

9. CalcRMSDAfterSuperimpose

CalcRMSDAfterSuperimpose(coordArrayA, coordArrayB)

叠合并计算RMSD。

此函数会将coordArrayA通过CalcSuperimposeRotationMatrix函数向coordArrayB进行叠合，然后计算两组坐标之间的RMSD。

参数：

  • <np.ndarray(N * 3)> coordArrayA，coordArrayB：两组等长的矩阵

返回值：

  • <float> RMSD值

例：

rmsdValue = CalcRMSDAfterSuperimpose(np.array(((1., 2., 3.), (4., 5., 6.))),
    np.array(((7., 8., 9.), (10., 11., 12.))))

常量

1. <Enum> DIH

枚举变量，表示主链二面角种类。DIH.PHI或DIH.L表示Phi，DIH.PSI或DIH.R表示Psi。

2. <Enum> SIDE

枚举变量，表示主链二面角旋转时的转动侧。SIDE.N或SIDE.L表示转动N端，SIDE.C或SIDE.R表示转动C端。

3. <dict<str, str>> RESIDUE_NAME_THREE_TO_ONE_DICT, RESIDUE_NAME_ONE_TO_THREE_HASH

三字母，单字母残基名的相互转换哈希表。

其他函数

1. IsH

IsH(atomName)

判断一个原子名是否为氢原子。

参数：

  • <str> atomName：原子名

返回值：

  • <bool> 原子名是否为氢原子

例：

isHBool = IsH('1H')

2. SplitCompNum

SplitCompNum(compNumStr)

将完整残基编号分割为残基编号和残基插入编号。

参数：

  • <str> compNumStr：完整残基编号

返回值：

  • <int> 残基编号
  • <str> 残基插入编号

例：

resNum, resIns = SplitCompNum('1A')

3. Dumpl

Dumpl(structObjList, dumpFilePath, fileMode = 'w')

将任何对象构成的list输出到PDB文件。

参数：

  • <list<Obj>> structObjList：任何层级对象构成的list
  • <str> dumpFilePath：输出PDB文件路径
  • <str> fileMode：文件句柄打开模式

返回值：

  • void

例：

proObjList = LoadModel('xxxx.pdb')
Dumpl(proObjList, 'xxxx.pdb')

4. Dumpls

Dumpls(structObjList)

得到字符串形式的Dumpl函数输出内容。

参数：

  • <list<Obj>> structObjList：任何层级对象构成的list

返回值：

  • <str> 字符串形式的Dumpl函数输出内容

例：

proObjList = LoadModel('xxxx.pdb')
dumpStr = Dumpls(proObjList)

5. DumpFastal

DumpFastal(structObjList, dumpFilePath, fileMode = 'w')

将非Atom对象构成的list输出到Fasta文件。

参数：

  • <list<Obj>> structObjList：非Atom对象构成的list
  • <str> dumpFilePath：输出Fasta文件路径
  • <str> fileMode：文件句柄打开模式

返回值：

  • void

例：

proObjList = LoadModel('xxxx.pdb')
DumpFastal(proObjList, 'xxxx.fasta')

6. DumpFastals

DumpFastals(structObjList)

得到字符串形式的DumpFastal函数输出内容。

参数：

  • <list<Obj>> structObjList：非Atom对象构成的list

返回值：

  • <str> 字符串形式的DumpFastal函数输出内容

例：

proObjList = LoadModel('xxxx.pdb')
dumpStr = DumpFastals(proObjList)

补充说明

解析函数

  • PDB文件解析函数（Load、LoadModel）将完全按照PDB文件内容进行解析，不会对结构进行任何排序、合并或重组操作
  • Load函数在解析时会跳过任何非"ATOM"关键词开头的行（包括"MODEL"）；而LoadModel函数会跳过任何非"ATOM"或"MODEL"关键词开头的行
  • 解析时会去除所有字符串类型属性双端的空格字符

对于创建新对象的判定

1. Load函数：

  • Protein：只会在解析开始前创建唯一的一个，并最终返回这个对象
  • Chain：解析开始时，以及每次检测到链名发生变化时（从上一个"ATOM"行到当前行），都会创建一个新的链对象
  • Residue：解析开始时，创建新链时，以及每次检测到残基名、残基编号或残基插入字符三者之一发生变化时（从上一个"ATOM"行到当前行），都会创建一个新的残基对象
  • Atom：每检测到一个新的"ATOM"行都会创建一个新的Atom对象

2. LoadModel函数：

  • Protein：解析开始前，以及每次检测到"MODEL"关键词时，都会创建一个新的蛋白对象。如果解析开始前创建的这个蛋白对象在函数返回前仍然为空，则其将在函数返回前被删除
  • Chain：解析开始时，创建新Model时，以及每次检测到链名发生变化时（从上一个"ATOM"行到当前行），都会创建一个新的链对象
  • Residue：解析开始时，创建新Model时，创建新链时，以及每次检测到残基名、残基编号或残基插入字符三者之一发生变化时（从上一个"ATOM"行到当前行），都会创建一个新的残基对象
  • Atom：每检测到一个新的"ATOM"行都会创建一个新的Atom对象

空字段

解析时会对所有字符串属性进行strip方法处理，故所有的空字段都会被解析为空字符串。此性质在筛选及属性修改时可能有用。

__slots__

出于性能的考虑，四个结构类都定义了__slots__，故不可以随意添加限定以外的属性。

未定义行为

本文档中未提及的，以及明显不符合层级结构的操作，如给残基追加链对象，迭代原子对象等，其行为都是未定义的。可能会引发错误或其他未知问题。出于性能的考虑，代码中未对调用时的各种不合理行为做全面的类型检查与行为检查。

About

Collection of modules for PDB file parsing, linear algebra calculations and structure modify.

Topics

python atom parser pdb chain linear-algebra residue protein

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