PyMOL 开源版：结构可视化和作图流程

PyMOL 是结构生物学最通用的可视化工具。开源版（open-source PyMOL）功能覆盖绝大多数需求，可自行编译或通过 conda 安装。它真正的价值在于可脚本化——把出图流程写成 .pml 脚本或 Python 代码，就能批量、可复现地生成配图。

安装

mamba install -c conda-forge pymol-open-source
pymol -cq script.pml        # -c 无界面，-q 静默，用于批量出图

选择语法

表达式	含义
chain A and resi 45-60	A 链 45–60 号残基
byres (polymer within 5 of resn MOL)	配体 5 Å 内的完整残基
resn MOL and not elem H	配体重原子
ss H / ss S	螺旋 / 折叠
solvent	水分子
organic	小分子（非聚合物）

byres ... within ... 是做结合位点图最常用的组合：选出配体周围的完整残基而不是被切断的原子片段。

一套可直接复用的出图脚本

# pocket.pml —— 蛋白-配体结合位点配图
load complex.pdb, cplx
hide everything
bg_color white

# 蛋白：卡通表示 + 浅色
show cartoon, polymer
color grey80, polymer
set cartoon_transparency, 0.35

# 配体：棒状 + 醒目配色
select lig, resn MOL and not elem H
show sticks, lig
color yellow, lig and elem C
util.cnc("lig")                    # 按元素上色（C 保留，其余标准色）

# 口袋残基：细棒 + 标签
select pocket, byres (polymer within 4.5 of lig) and not elem H
show sticks, pocket
color cyan, pocket and elem C
set stick_radius, 0.15, pocket
label pocket and name CA, "%s%s" % (resn, resi)

# 氢键
distance hbonds, lig, pocket, 3.5, mode=2
color black, hbonds
set dash_gap, 0.3
set label_size, 16

# 视角与渲染
orient lig
zoom lig, 5
set ray_opaque_background, 1
set ray_shadows, 0
set antialias, 2
set ray_trace_mode, 0
ray 2400, 1800
png pocket.png, dpi=300

批量出图时用 pymol -cq pocket.pml，配合 shell 循环即可对一批复合物统一风格出图——这在写报告或比较多个对接姿势时非常省时间。

出版级配图的几个要点

• 用 ray 而不是直接截图：ray 做光线追踪渲染，边缘平滑、质量高。指定分辨率后再 png ... dpi=300。
• 白底 + 不透明背景：bg_color white 加 set ray_opaque_background, 1，避免论文排版时出现透明通道问题。
• 关掉阴影：set ray_shadows, 0，科学配图里阴影通常只增加噪声。
• 配色克制：蛋白用中性浅灰、配体用一个醒目色、关键残基用第二个色，三色以内最清晰。注意红绿色盲友好性。
• 视角可复现：用 get_view 拿到当前视角矩阵，写进脚本里 set_view，保证多张图角度一致。

Python API

from pymol import cmd

cmd.load("complex.pdb", "cplx")
cmd.select("lig", "resn MOL")
print(cmd.get_extent("lig"))            # 配体包围盒，可用于设对接盒子
contacts = cmd.find_pairs("lig", "polymer within 4 of lig", cutoff=4.0)
print(len(contacts), "contacts")
cmd.png("out.png", width=1600, height=1200, dpi=300, ray=1)

cmd.get_extent 有个实用副产品：直接拿到配体的包围盒坐标，用来设置对接盒子中心与尺寸，省掉手工估算。

延伸资源

• Notebook 内可视化：212《NGLView》；网页嵌入：213《3Dmol.js》；
• 相互作用分析：208《PLIP》、207《ProLIF》；
• 对接盒子设置：182《AutoDock Vina》。