Какое бесплатное программное обеспечение вы можете использовать для создания вращающихся трехмерных моделей молекул Spacefill в формате.gif?

QuteMol

обзор

QuteMol производит некоторые из самых красивых молекулярных визуализаций, которые я когда-либо видел. Программное обеспечение FLOSS доступно в официальных репозиториях.

Описание

QuteMol - это интерактивная высококачественная система молекулярной визуализации с открытым исходным кодом (GPL). QuteMol использует текущие возможности графического процессора через шейдеры OpenGL, предлагая множество инновационных визуальных эффектов. Методы визуализации QuteMol направлены на повышение четкости и облегчение понимания трехмерной формы и структуры больших молекул или сложных белков.

• Окклюзия в реальном времени

• Улучшение силуэта в зависимости от глубины

• Режимы визуализации Ball and Sticks, Space-Fill и Liquorice

• Сглаженные снимки высокого разрешения для создания качественных визуализаций

• Автоматическая генерация анимационных картинок вращающихся молекул для анимации веб-страниц

• Рендеринг в реальном времени больших молекул и белков (>100 тыс. Атомов)

• Стандартный вход PDB

• Поддержка в качестве плагинов NanoEngineer-1 программы для моделирования и симуляции нанокомпозитов (новинка!)

QuteMol был разработан Марко Тарини и Паоло Синьони из Лаборатории визуальных вычислений в ISTI - CNR.

Скриншот

Монтаж

QuteMol доступен в Центре программного обеспечения Ubuntu:

_{(источник: ubuntu.com)}

Если вы предпочитаете CLI, вы можете установить QuteMol с:

sudo apt-get install qutemol

Примечание. В сборке Ubuntu есть ряд ошибок. Некоторые второстепенные элементы пользовательского интерфейса не работают должным образом, и рендеринг иногда приводит к нарушению структуры. Последний пункт, кажется, происходит в основном при работе с маленькими молекулами. Все эти проблемы можно исправить, запустив QuteMol под WINE или PlayOnLinux.

Я попытался собрать QuteMol из исходного кода, чтобы увидеть, ограничены ли проблемы версией в репозиториях, но это оказалось нелепо сложной задачей и не вполне сработало.

использование

Основное использование

QuteMol очень прост в использовании. Откройте файл PDB по вашему выбору, настройте вид и нажмите кнопку экспорта:

Обязательно выберите формат GIF:

Выберите режим рендеринга по вашему выбору. Вы можете установить количество кадров в секунду, регулируя время вращения анимации и количество кадров:

Режимы рендеринга

Режим полного вращения:

Режим осмотра:

Режим шести сторон:

Метадон (как показано в вопросе):

(Настройки ориентации и шейдера немного различаются, но их можно сделать похожими, немного подправив их здесь и там)

Нахождение структурных данных

Базы данных PDB

QuteMol принимает стандарт .pdb файлы в качестве входных данных. Этот формат чаще всего используется для белков и других макромолекул, но может также использоваться с небольшими молекулами. Вы можете найти большой выбор макромолекулярных .pdb файлы в банке данных белка.

Подобно богатые структурные библиотеки для маленьких молекул, которые идут с .pdb Загрузки трудно найти, но вы можете попытать счастья на одном из следующих:

• https://www.ebi.ac.uk/pdbe-srv/pdbechem/

• http://xray.bmc.uu.se/hicup/

• http://ligand-depot.rutgers.edu/ld-search.html

Другие базы данных, которые могут или не могут предлагать файлы PDB, можно найти здесь.

Просто для начала я загрузил PDB-файл, который я использовал для метадона здесь. Этот может лучше работать на версии WINE/PoL.

Другие способы получить файлы PDB

Вы также можете достичь .pdb файлы путем преобразования их из других, более распространенных форматов, таких как MDF .mol файлы. Вы можете сделать это с babelмощный инструмент командной строки, который преобразует множество различных химических структурных форматов. Установите его с

sudo apt-get install babel

babel очень прост в использовании. Просто укажите входной файл и желаемый выход, и пусть он сделает свое дело:

babel methadone.mol methadone.pdb

Или, если вы хотите, чтобы babel добавил неявные водороды:

babel -h methadone.mol methadone.pdb

Вы также можете изменить состояние протонирования, определив pH:

babel -h -p 6 methadone.mol methadone.pdb

Просто убедитесь, что вы используете файлы с трехмерной структурной информацией, иначе ваш .pdb вывод будет бессмысленным.

Хорошими источниками для 3D MOL/SDF файлов являются Pubchem и ZINC. Убедитесь, что вы выбрали опцию 3D SDF при загрузке файлов:

Дополнительные параметры экспорта

GIF-файлы хороши для веб-публикации, но из-за их размера и других проблем они могут быть довольно трудоемкими при использовании в презентациях. Для этого конкретного случая использования я написал скрипт Nautilus, который быстро конвертирует файлы GIF в видео MPEG4:

#!/bin/bash

# NAME          gif2mp4 0.1
# AUTHOR        Glutanimate (c) 2013 (https://Ask-ubuntu.ru/users/81372/glutanimate)
# LICENSE       GNU GPL v3 (http://www.gnu.org/licenses/gpl.html)
# DESCRIPTION   Converts GIF files of a specific framerate to MP4 video files.
# DEPENDENCIES  zenity,imagemagick,avconv

TMPDIR=$(mktemp -d)
FPS=$(zenity --width 200 --height 100 --entry --title "gif2mp4" --text="Please enter the frame rate.")
VIDDIR=$(dirname $1)

if [ -z "$FPS" ]
  then
      exit
fi

notify-send -i video-x-generic.png "gif2mp4" "Converting $(basename "$1") ..."

convert $1 $TMPDIR/frame%02d.png
avconv -r $FPS -i $TMPDIR/frame%02d.png -qscale 4 "$VIDDIR/$(basename "$1" .gif).mp4"

notify-send -i video-x-generic.png "gif2mp4" "$(basename "$1") converted"

rm -rf $TMPDIR

Пример вывода: https://www.youtube.com/watch?v=odLnUwj8r4g

Инструкции по установке можно найти здесь: Как я могу установить скрипт Nautilus?

PyMOL

обзор

QuteMol - фантастическая небольшая программа, но довольно ограниченная в плане режимов рендеринга и манипулирования изображениями. Для более сложной обработки составной визуализации вы можете попробовать PyMOL. Учебник о том, как создавать простые анимации, можно найти здесь. Я написал бы здесь учебник, но я не достаточно опытен с PyMOL, чтобы сделать это.

И последнее. Если вы хотите добиться такой же графической точности с PyMOL, как с QuteMol, вы должны проверить эти записи в блоге:

http://cupnet.net/ambient-occlusion-pymol/

http://lightnir.blogspot.de/2008/09/cute-molecules.html

Скриншот

Я надеюсь, что вы нашли этот небольшой обзор вариантов рендеринга полезным. Если есть какие-либо ошибки в этом посте, пожалуйста, не стесняйтесь редактировать их.