代码收藏家技术教程 2025-06-13

Python中使用PyMOL的详细教程及实用示例指南

安装参阅：开源版PyMol安装保姆级教程

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简介: PyMOL是一个Python增强的分子图形工具。它擅长蛋白质、小分子、密度、表面和轨迹的3D可视化。它还包括分子编辑、射线追踪和动画。
PyMol的名字来源于“Py”表示该软件基于Python这个计算机语言，“Mol”则是英文分子（molucule）的缩写，表示该软件用来显示分子结构。

先从 www.python.org 下载 python-3.11.9-amd64.exe
在 Win 10 上安装在 D:\Python311
cd D:\Python311
python.exe -m pip install –upgrade pip

pip install \pyMol\numpy-1.22.4+mkl-cp311-cp311-win_amd64.whl
pip install \pyMol\Pmw-2.0.1-py3-none-any.whl
pip install \pyMol\pymol-2.6.0a0-cp311-cp311-win_amd64.whl
pip install \pyMol\pymol_launcher-2.5-cp311-cp311-win_amd64.whl

D:\Python311> pip install pyqt5
Successfully installed PyQt5-Qt5-5.15.2 PyQt5-sip-12.17.0 pyqt5-5.15.11

安装成功之后 PyMOL.exe 在 D:\Python311\，右键点击发送到桌面快捷即可。

PyMOL 使用教程（实用示例）

PyMOL 是专业的分子可视化软件，广泛应用于结构生物学、药物设计等领域。本教程涵盖基础操作到高级技巧，并提供可直接运行的代码示例。

一、基础操作

1. 启动与界面

图形窗口：3D分子显示区

命令行窗口：输入指令（PyMOL> 前缀）

对象列表：管理加载的分子

显示控制面板：调整渲染效果

2. 视图控制

# 鼠标操作：
# - 左键拖动：旋转
# - 滚轮拖动：平移
# - 右键拖动：缩放

# 命令行操作：
reset          # 重置视图
zoom all       # 完整显示分子
orient         # 自动最佳视角

二、分子加载与显示

示例1：从PDB数据库加载蛋白质

fetch 1TIM     # 加载TIM桶蛋白
show cartoon   # 显示卡通图
color green    # 整体着色

1tem

示例2：本地文件加载

load r"D:\Python311\Lib\site-packages\pymol\pymol_path\test\dat\ligs3d.sdf"

load my_ligand.sdf  # 加载配体分子
show sticks         # 棍棒模型
util.cbag           # 按原子元素着色(C:青,N:蓝,O:红)

ligs3d.sdf

示例3：多对象管理

load protein.pdb, target   # 命名为"target"
load ligand.mol2, inhibitor # 命名为"inhibitor"

hide everything, target     # 隐藏target
show surface, target        # 显示表面
show sticks, inhibitor      # 显示配体棍棒

三、选择与编辑

示例4：选择特定结构区域

select active_site, resi 50-60   # 选择50-60号残基
show spheres, active_site        # 球体显示
color red, active_site           # 红色标记

select metals, elem Zn+Fe+Mg     # 选择金属离子
show spheres, metals
set sphere_scale, 0.3, metals    # 缩小球体

示例5：测量与标注

distance hbond1, inhibitor/1/O, target/145/N  # 测量氢键
label hbond1, "2.8 Å"           # 添加距离标签

set label_size, 20              # 标签大小
set label_color, blue           # 标签颜色

四、高级可视化技巧

示例6：静电势表面

fetch 1cll  # 加载溶菌酶
show surface
spectrum any, blue_white_red  # 静电势着色
set surface_solvent, on       # 显示溶剂效应

示例7：结合口袋展示

select pocket, byres inhibitor around 5  # 配体5Å内残基
show sticks, pocket
show surface, pocket
set surface_transparency, 0.7  # 表面半透明

示例8：多状态比较（如分子对接结果）

load docking_poses.mol2, poses
split_states poses             # 拆分为独立对象

# 并排显示前3个构象
viewport 1200,400
set_viewport 0,0,1200,400
align poses_1, poses_2
orient

五、图像渲染与输出

示例9：高质量渲染

set ray_trace_mode, 1    # 启用光线追踪
set ray_shadows, 0       # 关闭阴影
set antialias, 2         # 抗锯齿
set specular, 0          # 关闭镜面反射

bg white                 # 白色背景
ray 2400,2400            # 渲染分辨率
png high_quality.png     # 保存PNG

示例10：透明背景输出（用于论文）

set ray_opaque_background, off  # 透明背景
png transparent.png

六、动画制作

示例11：旋转动画

mset 1 x360       # 设置360帧
mview store       # 存储起始帧
rotate y, 360     # 绕Y轴旋转
mview store       # 存储结束帧
mview reinterpolate # 生成中间帧

# 导出为MP4（需安装ffmpeg）
cmd.mpng("frame_", mode=1)  
# 终端合成: ffmpeg -i frame_%04d.png output.mp4

示例12：构象变化动画

load trajectory.dcd, protein.pdb  # 加载分子动力学轨迹
mplay       # 自动播放动画
movie.produce "dynamics.mp4"  # 直接导出视频

七、实用脚本示例

示例13：自动生成结合口袋图

# 保存为 pocket.pml并执行
load complex.pdb
select ligand, organic
create pocket, byres ligand around 5

hide everything
show cartoon, complex
show sticks, pocket
show sticks, ligand
util.cbag

set bg_rgb=[1,1,1]
ray 1600,1200
png binding_pocket.png

示例14：批量渲染多个结构

# 批量处理脚本 batch_render.py
from pymol import cmd

pdb_ids = ['1ABC', '2XYZ', '3DEF'] 

for pdb in pdb_ids:
    cmd.fetch(pdb)
    cmd.show("cartoon")
    cmd.color("blue")
    cmd.ray(1200,1200)
    cmd.png(f"{pdb}_render.png")
    cmd.delete(pdb)  # 清理内存

八、常用命令速查

命令	功能
`show cartoon/sticks/spheres/surface`	显示模式
`hide [selection]`	隐藏对象
`color color_name, selection`	着色
`zoom selection`	缩放至选区
`center selection`	中心化显示
`save filename.pse`	保存会话
`reinitialize`	重置PyMOL