分子表示ソフト Detrial

実行イメージ

画像は，ヘモグロビンのヘム近傍拡大イメージです．
ヘム鉄近傍のヒスチジンを選択した結果，画面右側にあるアミノ酸リストのヒスチジンが 1 個反転表示されています．
作業の概略を下に記します．

資料としたファイルは，Builcule を使って 1mbn.pdb から単離して作成しました．
アミノ酸/非アミノ酸に基づく描き分け機能を利用しています． アミノ酸は「棒球リボン」様式（棒球モデルとリボンモデルを重ね書きしたもの）で表示し，棒球モデルはアミノ酸の性質に基づいて色分けし，リボンモデルは二次構造に基づいて着色しています．
非アミノ酸を空間充填様式で表示し CPK 色に着色しました．
ズーム機能でヘム近傍を拡大しました．
鉄原子の近くにあるヒスチジンをピックし，アミノ酸セレクタで選択しました．

使用法

メニュー

[ファイル(F)]

[ウィジェット(W)]

[編集(E)]

[表示(V)]

[検知(D)]

レイヤ

Detrial は，独立に 2 個の系（== 2 個のファイル）を処理でき，レイヤ 0，およびレイヤ 1 と名付けています．
これらは，[ウィジェット(W)]-[レイヤ 0] / [レイヤ 1] で利用できます．
両方のレイヤを同時に表示することも可能で，その場合は [ウィジェット(W)]-[レイヤ 01] とします．

画像は，2 個のレイヤを同時に表示している例で，アラインメントの結果に従ってタンパク質を重ね合わせたところです．

マウスとキーボードによる分子の回転と平行移動

処理上優先している順に記します．

(1) 両方のレイヤで分子を開いておき，A キーを押しながらマウスをドラッグすると両方のレイヤの分子が同じ角度だけ回転します．

(2) X キーを押したまま同じ操作をすると，マウスをドラッグすると視点が平行移動します（全分子が平行移動するように見えます）

(3) Z キーを押しながらマウスホイールを回転するとズームイン/ズームアウトします．

(4) セレクタで分子を選択し，水平ツールバーの [選択分子ごと] ボタンを押した状態にして
・右ドラッグすると選択した分子が平行移動します．
・中（== 左右）ドラッグすると選択肢た分子のうち，番号が最小のものがその場で回転します．

(5) 左ドラッグすると分子が回転します．

水平ツールバー

• 選択分子のみ移動・回転：このボタンを押し込んだ状態にすると，セレクタで選択した分子の移動や回転がおこなえます
• ピックモード：このボタンを押し込んだ状態にすると，ピック操作を受け付けます
• ピックを解除：ピックが解除されて，赤紫に表示されている原子の色は元に戻ります
• 距離を測定：ピックした 2 原子間の距離をポップアップ表示します
• 角度を測定：ピックした 3 原子が成す角度をポップアップ表示します
• 二面角を測定：ピックした 4 原子が成す二面角をポップアップ表示します

ピックによる原子の選択

画像は，2 個並んだメタンのうち，1 個の炭素をピックしたところです．

水平ツールバーに配置しているピックモードボタンは，トグルボタンになっています．
これを押し込んだ状態で，球で表示されている原子を左クリックすると，その原子の大きさが空間充填様式になり，色が赤紫色に変わります．
この操作をピックと称します．
ピックの際，その原子の情報がポップアップウィンドウに表示されます．

ツールバー左端のボタンを押し込まれていない状態にすると，ピックできなくなります．デフォルトではこの状態です．

セレクタによる分子とアミノ酸の選択

メニューで [ウィジェット(W)]-[セレクタを表示] とすれば，分子の番号や，ペプチドの番号，さらにアミノ酸の3文字コードが並んだセレクタが表示されます．
実行イメージに，セレクタが表示されています．

マウスでセレクタ上の分子またはアミノ酸をクリックすれば，その行が反転表示されます．これは選択状態を表します．
Ctrl キーや Shift キーを押しつつクリックすることで，マウスの動作を変更できます．
メニューの [表示(V)]-[選択モード] と組み合わせて使うと，選択した分子やアミノ酸の系全体での位置がわかります．

ウィジェット底部に選択の状態を変更するためのボタンを置いています．

アラインメントを作成すると，アラインメントされたアミノ酸が自動的に選択されます．

ビルドとインストール

1. ビルドには，C++ コンパイラ + Qt + Eigen + Open Babel ライブラリが必要です（下記「開発環境」参照）
2. まず，libbuilcule-1 をインストールし，その後で Detrial をビルドしてください

ソースファイル

開発環境

ビルドには，C++ コンパイラ + Qt + Eigen + Open Babel ライブラリが必要です．
下の表は，私がインストールしているパッケージです．
プログラミングに，開発環境の練習記録があります．

libbuilcule のビルド

libbuilcule-1_20220829.tar.bz2 を解凍して生成するディレクトリに移動します．
~$ tar -xjvf libbuilcule-1_20220829.tar.bz2
~$ cd libbuilcule-1_20220829
Makefile を作成します．
~/libbuilcule-1_20220829$ qmake
続いてビルド．
~/libbuilcule-1_20220829$ make
ビルドが成功したら実行ファイル libbuilcule.so.1.0.0 およびそれへのシンボリックリンクがいくつか生成します．

libbuilcule のインストール

ビルドに成功したら，
~/libbuilcule-1_20220829$ sudo make install
/usr/local/include/builcule/ にヘッダファイルが，/usr/local/lib/builcule/ にライブラリがインストールされます．

共有ライブラリのキャッシュを更新してください．
~/libbuilcule-1_20220829$ sudo ldconfig

libbuilcule のアンインストール

アンインストールは，qmake を実行した後の状態で，
~/libbuilcule-1_20220829$ sudo make uninstall
とします．

バージョンアップでファイルの増減や名前の変更をする場合があるので，ディレクトリと一部のファイルが残ったままになるかもしれません．
そのような場合は，
~/libbuilcule-1_20220829$ sudo rm -rf /usr/local/lib/builcule
~/libbuilcule-1_20220829$ sudo rm -rf /usr/include/lib/builcule
として削除してください．

Detrial のビルド

detrial-1_b15.tar.bz2 を解凍して生成するディレクトリに移動します．
~$ tar -xjvf detrial-1_b15.tar.bz2
~$ cd detrial-1_b15
Makefile を作成します．
~/detrial-1_b15$ qmake
続いてビルド．
~/detrial-1_b15$ make
ビルドが成功したら実行ファイル detrial が生成します．

Detrial のインストール

ビルドに成功したら，
~/detrial-1_b15$ sudo make install
で /usr/local/bin/ にインストールされます．

実行

インストールしてあれば，任意のディレクトリから，
detrial &
で Detrial が起動します．

アンインストール

アンインストールは，qmake を実行した後の状態で，
~/detrial-1_b15$ sudo make uninstall
とします．

現状と予定

不具合

• 表示様式を変更しても反映されない場合は，マウスで分子を回転させるなどの操作をおこなってみてください
• 構造をクリーンアップする機能を実装していないので，タンパク質のデータベースからダウンロードしたファイルを開くと異常終了する場合があります（必要に応じて Builcule を使ってクリーンアップして下さい）

Detrial リリース履歴

2022 年 8 月 29 日 :共有ライブラリのアップデートです．ファイルに記述された元素記号がすべて大文字であっても読み込めるようにしました．
2022 年 8 月 10 日 : β-15 リリース．電荷を簡易計算して表示する機能を復活させました．
2022 年 8 月 9 日 : β-14 リリース．電荷を簡易計算して表示する機能に代えて，電荷を記したファイルをインポートして表示する機能を作成しました．
2022 年 7 月 1 日 : β-13 リリース．コンタクトマップの表示機能を追加しました．
2022 年 6 月 16 日 : β-12 リリース．ウィンドウのクローズイベントの処理が誤っていたので修正しました．
2022 年 6 月 15 日 : β-11 リリース．アミノ酸の種類を指定して検知する機能を追加しました．
2022 年 6 月 14 日 : β-10 リリース．水素結合を検知する機能を追加しました．
2022 年 6 月 13 日 : β-9 リリース．中心からの距離を色のグラデーションで表現する機能を追加しました．
2022 年 6 月 12 日 : β-8 リリース．原子分布の固有ベクトルを表示する機能を追加しました．
2022 年 6 月 9 日 : β-7 リリース．近傍原子の検知機能を追加しました．ドメイン検知機能を修正しました．いくつかのバグを修正しました．
2022 年 4 月 18 日 : β-6 リリース．タンパク質側鎖の検知のバグ，タンパク質のアラインメントのバグを修正しました．
2022 年 2 月 27 日 : β-5 リリース．アンドゥ，リドゥ機能を追加しました．その他，電荷の扱いやバグの修正等，いくつかの変更を加えています．
2022 年 2 月 10 日 : β-4 リリース．ファイルの入出力に Open Babel の機能を追加しました．原子を指定する重ね合わせ機能を作成しました．
2022 年 1 月 23 日 : β-3 リリース．ペプチドの重ね合わせに関する機能を修正しました．
2021 年 12 月 26 日 : β-2.1 リリース．ペプチドを含むファイルを連続して開くと異常終了するバグを修正しました．
2021 年 12 月 12 日 : β-2 リリース．Builcule-9 との共通部分を共有ライブラリとしました．
2021 年 5 月 26 日 : β-1 リリース
2021 年 3 月 12 日 : α-1 リリース．