介绍一款优秀的分子图形软件Chimera

第２５卷第１０期　２０１　１年１０月　化工时刊　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　Ｔｉｍｅｓ　Ｖｏ１．２５，Ｎｏ．１０　Ｏｃｔ．１０．２０１１　ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２—１５４Ｘ．２０１１．１０．０１４　介绍一款优秀的分子图形软件Ｃｈｉｍｅｒａ　仝　艳　李晓晓　李晓飞　（河南中医学院药学院，河南郑州４５０００８）　摘要为提高信息技术在化学科研教育中的应用，介绍了一款名为ＵＣＳＦ　ｃｈｉｍｅｒａ的优秀的分子图形软件，其自由　Ｃｈｉｍｅｒａ多媒体蛋白质图形软件　的可视化功能及其他附属工具使用方便，在生物、医药、化学的科研、教育等方面都有着广泛的用途。　关键词Ａｎ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ａｎ　Ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ　Ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ　Ｓｏｆｔｗａｒｅ　Ｃｈｉｍｅｒａ　Ｔｏｎｇ　Ｙａｎ　Ｌｉ　Ｘｉａｏｘｉａｏ　Ｌｉ　Ｘｉａｏｆｅｉ　（Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　ｐｈａｒｍａｃｙ，Ｈｅｎａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ　Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｍｅｄｉｃｉｎｅ，Ｈｅｎａｎ　Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ，４５０００８）　Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｉｎｖｏｋｅ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，ａｎ　ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ　ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｎａｍｅｄ　ＵＣＳＦ　ｃｈｉｍｅｒａ　ｗａｓ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅ　ｆｒｅｅ　ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｏｔｈｅｒ　ｅｘｔｅｎｓｉｏｎｓ　ｍａｄｅ　ｉｔ　ｖｅｒｙ　ｐｏｐｕｌａｒ　ａｔ　ｍａｎｙ　ｆｉｅｌｄｓ　ｓｕｃｈ　ａｓ　ｂｉｏｌｏｇｉｃｓ，ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　ａｎｄ　ｍｅｄｉｃｉｎｅ．Ｔｈｅ　ｕｓａｇｅ　ｏｆ　ｉｔ　ｉｎ　ｒｅｓｅａｒｃｈｉｎｇ　ａｎｄ　ｅｄｕｃａｔｉｏｎ　ｗｅｒｅ　ａｌｏ　ｉｓｎｔｒｏ－　ｄｕｃｅｄ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ　Ｃｈｉｍｅｒａ　ｍｕｌｔｉ—－ｍｅｄｉａ　ｐｒｏｔｅｉｎ　ｉｍａｇｅ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　Ｃｈｉｍｅｒａ是美国加州大学旧金山分校开发的一　最大限度的人机交互，自由随意。可以很方便的显示　或者不显示体系的任何一个原子，也可以随意设置任　何一个原子的颜色，任意显示原子名称、化学键距离　等。可以随意设置分子中任何基团的显示模式——　个可高度延伸的程序，用于分子结构和相关数据的交　互可视化和分析¨　Ｊ。主要包括：密度图、超分子组　装、序列比对、对接结果、轨迹和构象集合，也可以生　成高质量图像和动画。Ｃｈｉｍｅｒａ包含完整的程序说　明书和几个教程，而且供学术、政府和非营利机构和　个人使用者免费下载使用。Ｃｈｉｍｅｒａ可以用于各种　操作系统，且功能强大，除了应用于科学研究之外，在　教学方面，尤其是多媒体课件的制作上有意想不到的　用途和其他软件无法比拟的优势。但该软件在国内　科研机构中应用较少，其具有的其他类似软件所不具　备的功能和特点仍鲜为人知，故在此分以下几个方面　进行介绍。　球棍、球形、线性等。对于大分子来说，可以很方便的　显示各种模型　Ｊ。例如对于蛋白质分子来说，只需　要点击鼠标就可以让分子只显示骨架，或者只显示螺　旋、折叠等，也可以只显示某一种氨基酸，或者只显示　分子的某一部分。如果为了强调效果，亦可以采用改　变颜色或者改变显示模式等加以突出。类似可以显　示的大分子还有ＤＮＡ、聚合物，甚至病毒外壳等。　日　委　佥　频繁使用鼠标是一件很辛苦的事情，但Ｃｈｉｍｅｒａ　Ⅱ　壬缉　亘塑　分子的可视化是Ｃｈｉｍｅｒａ的核心部分，它做到了　收稿日期：２０１１—１０—１０　为用户提供了强大的命令行模式，任何用鼠标可以完　成的工作都可以在命令行中完成，而且非常方便。这　基金项目：河南省教育厅自然科学项目（２０１１Ｂ１８００３６）　作者简介：仝艳（１９７４一），女，博士、讲师，研究方向：物理化学，通讯作者：李晓飞，（１９７９一），讲师，研究方向：理论化学。Ｅｍａｉｌ：ａｒｐｈｙｌｅｅ＠１２６　ｅｏｍ　－—－——４７・－——　蟹圆２０１１．Ｖｏｌ。２５，Ｎｏ．１０　３．４其他分子显示　论文综述《Ｒｅｖｉｅｗｓ｝　工具中还提供分子的疏水表面、电子密度图的制　作…。配合其他功能选项，分子的疏水表面，分子密　度图都可以很方便的在此软件中显示。　些命令如同程序一样，可以用关键字任意组合在一　起组成一个更大的命令，这样就可以避免频繁的点　击鼠标。例如命令：ｃｏｌ　ｏｒａｎｇｅ：５—９．ａ，１２．ａ，８．ｂ，　意思是给分子的Ａ链的５到９号原子，１２号原子以　及Ｂ链的８号原子涂成橙色。如果用鼠标操作，则　需要先逐个选定这些原子，然后在用鼠标改变颜　色，非常麻烦。　口墓丝功能　对于蛋白质和ＤＮＡ，可以进行多序列比对。使　更为可贵的是，这些命令可以组合在一起，做成　一用其中的Ｍｕｌｔａｌｉｇｎ查看器可以方便的查看。通过此　功能可以进行分子的叠合。另外通过ＭａｔｃｈＭａｋｅｒ工　具可以进行大分子的叠合。另外该软件还有Ｖｏｌｕｍｅ　查看器，用来显示和分析体积数据，其可以支持多数　ｍａｐ类型文件。更多的功能在此不赘述。　个可执行文件，在打开坐标文件时，同时打开此可　执行文件，即可按顺序执行多个命令。当需要大批量　处理图形图像时，可以带来极大的便利，为图形显示　和制作等节省大量时间。值得注意的是，软件中几个　预设值功能和此类似。　日　望　日　委　延　县　３．１大分子的预处理　Ｃｈｉｍｅｒａ软件拥有庞大的开发团队，其对大分子　的显示速度明显快于其它同类软件，对硬件的要求较　少。新版本中更多的功能不断出现将会为其在化学、　在一些计算软件中，常常需要对晶体库中的ｘ—　ｒａｙ三维结构进行预处理。使用Ｃｈｉｍｅｒａ可以很方便　化工、医药以及生物行业中占据重要地位。　参考文献　的对体系添加氢原子、添加各种电荷、添加丢失的原　子，添加碎片，调整键长、键角，补全氨基酸、结构优　化，也可以对动力学计算前添加离子、添加溶剂，等等　［１］Ｇｏｄｄａｒｄ　ＴＤ，ＨｕａｎｇＣ　Ｃ，ＦｅｒｒｉｎＴＥ．Ｖｉｓｕａｌｉｚｉｎｇ　ｄｅｎｓｉｔｙ　ｍａｐｓ　ｗｉｔｈ　ＵＣＳＦ　Ｃｈｉｍｅｒａ［Ｊ］．Ｊ　Ｓｔｒｕｃｔ　Ｂｉｏ１．２００７，１５７　（１）：２８１—２８７．　功能，进行对接或者动力学计算前的预处理。　３．２动力学轨迹显示　对于动力学计算的轨迹文件，可以由Ｃｈｉｍｅｒａ直　接查看。其支持的文件格式包括ａｍｂｅｒ，ｃｈａｒｌＴｌｍ，　［２］Ｇｏｄｄａｒｄ　Ｔ　Ｄ，Ｈｕａｎｇ　ｃ　ｃ，Ｆｅｒｒｉｎ　Ｔ　Ｅ．Ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｅｘｔｅｎｓｉｏｎｓ　ｔｏ　ＵＣＳＦ　ｃｈｉｍｅｒａ　ｆｏｒ　ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ　ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｌａｒｇｅ　ｍｏ－　ｎａｍｄ以及ｇｒｏｍａｃｓ等ｌ０余种动力学轨迹。轨迹电影　播放清晰流畅，占用ＣＰＵ、显卡、内存都较小，这些电　影动画可以保存为ｍｐｇ，ｍｏｖ，ａｖｉ等电影格式。可供　ＰＰＴ以及教学，演示等使用。　３．３对接结果查看　ｌｅｃｕｌｒａ　ａｓｓｅｍｂｌｉｅｓ［Ｊ］．Ｓｔｕｒｃｔｕｒｅ．２００５，１３（３）：４７３—　４８２．　［３］Ｐｅａｅｍｅｎ　Ｅ　Ｆ，Ｇｏｄｄａｒｄ　Ｔ　Ｄ，Ｈｕａｎｇ　Ｃ　Ｃ．，ｅｔ　１ａ．ＵＣＳＦ　Ｃｈｉｍｅｒａ————ａ　ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　ｅｘｐｌｏｒａｔｏｒｙ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ａｎｄ　ａｎａｌｙｓｉｓ［Ｊ］．Ｊ　Ｃｏｍｐｍ　Ｃｈｅｍ．２００４，２５（１３）：１　６０５　～１　６１２．　目前该软件可以支持对接程序ｄｏｃｋ程序的计算　结果查看。对于对接的批量结果进行查看，软件提供　的很多功能可以方便的查看对接结果，打分情况，以　［４］Ｃｏｕｃｈ　Ｇ　Ｓ，Ｈｅｎｄｒｉｘ　Ｄ　Ｋ，Ｆｅｒｒｉｎ　Ｔ　Ｅ．Ｎｕｃｌｅｉｃ　ａｃｉｄ　ｖｉｓｕａｌ－　ｉｚａｔｉｏｎ　ｗｉｔｌｌ　ＵＣＳＦ　Ｃｈｉｍｅｒａ［Ｊ］．Ｎｕｄｄｃ　Ａｃｉｄｓ　Ｒｅｓ．２００６，　３４（４）：ｅ２９．　及位点结合情况。　豳固　２０１１年俄原油产量有望达到５．１亿ｔ　俄能源部副部长库德良绍夫２０１１年１０月２５日在出席《俄罗斯石油综合体发展战略》国际会议时表示，根据俄能源部的预　测，２０１１年俄原油产量将达到５．０９—５．１０亿ｔ。他说，目前老油田的产量正在下降，要保证这一产量水平，需要新油田投入运营，　新西伯利亚地区是最有前景的石油产区。　一４８—