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基于modeller官网脚本进行开发的序列比对脚本

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QDcvd/DNA-Sequence-alignment

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DNA-Sequence-alignment

基于modeller官网脚本进行开发的序列比对脚本

前期准备:脚本文件model_mult.py(多模板文件用于拼接)、脚本文件 compareScripts4_0.py(用于产生用于拼接所用的ali文件)、脚本文件add_A.py(用于给pdb文件加氢)、EGFP-LINKER-SPYCATCHER.B99990001.pdb、model1.pdb、model2.pdb等pdb文件、序列(一大段字符串。)

序列内容为:MKTASAAACAAPWSSSSVYTGGKTASHNGHNWTAKWWTQNETPGRSDVWADADIDIMVSKGEELFTGVVPILVELDGDVNGHKFSVSGEGEGDATYGKLTLKFICTTGKLPVPWPTLVTTLTYGVQCFSRYPDHMKQHDFFKSAMPEGYVQERTIFFKDDGNYKTRAEVKFEGDTLVNRIELKGIDFKEDGNILGHKLEYNYNSHNVYIMADKQKNGIKVNFKIRHNIEDGSVQLADHYQQNTPIGDGPVLLPDNHYLSTQSALSKDPNEKRDHMVLLEFVTAAGITLGMDELYKGSSLVPRGSGGGGSSDPGSEFGGGGSGGGGSGAMVDTLSGLSSEQGQSGDMTIEEDSATHIKFSKRDEDGKELAGATMELRDSSGKTISTWISDGQVKDFYLYPGKYTFVETAAPDGYEVATAITFTVNEQGQVTVNGKATKGDAHIAAALEHHHHHH

image

(所需文件如上)

使用方法

1、进行序列比对(用于获取xxx-mult.ali文件)

获取以上文件之后,我们需要进行序列比对。这是进行多模板拼接的必要前提。多模板拼接需要有xxx-mult.ali文件等一系列有效的pdb文件。

首先我们先编写csv文件,用于作为compareScripts4_0.py脚本文件的输入。 创建xlsx文件

e9c7cb97976c26d04a55dff30b3bc3d

打开新建的xlsx文件,开始编写

首先在第一行按照图上输入modelname与sequence

之后在第二行输入序列名称(不知道叫啥?那你就随便命名了)、与序列

输入后呈现这样。

3eb55388cec39913f884f64f34ad80d

然后我们pdb文件有三个,我们首先在之后的行数,第一列、输入我们的pdb文件名称(注意末尾需要带.pdb),第二列就固定输入none

输入前:

ec91bf2dcb45824eebcbb2f282f8a0d

输入后(输入的pdb文件其实是有先后顺序的,但是我们一开始是不知道顺序是什么,所以先不按顺序填写):

7c8d896e6833bf1509ab919abf370cc

写完后另存为csv格式文件:

保存之后,目前你的文件夹应该是这样的(当然这个xlsx文件和csv文件是你随便命名的):在这里,我命名为test

41643ac72c2208a61faa20fbe3ba4c6

接下来我们进行初步的序列比对,使用compareScripts4_0.py脚本。 调用cmd窗口

输入这个命令:python compareScripts4_0.py test.csv

命令的语法是:python compareScripts4_0.py [csv文件]

弹出以下信息:

e13b5990c32208e7d1b8020c2316e56

我们注意到,实际上,这个命令是运行不成功的,它报错了。报错内容是:

Traceback (most recent call last): File "compareScripts4_0.py", line 158, in initial_num = sequence_search(sequence, object_sequence) File "compareScripts4_0.py", line 83, in sequence_search return initial UnboundLocalError: local variable 'initial' referenced before assignment

这里的意思就是,我们输入的pdb文件,转化的序列是与我们输入的序列是对不上号的。

接下来我们开始修复这个错误:

我们首先来看这个错误报告,我的脚本是会打印出pdb文件的序列出来的,以图为例:

492b34f363c58207fb7fa723eef162c

可以看到,脚本输出有以上信息,由于脚本报错内容是序列对不上号,所以我们首先整理以一下序列,看看哪里对不上号了。可能会有小朋友问了,这里不是只有2个pdb文件吗?那我们的model1.pdb去哪了?

答:由于脚本到某个步骤报错了,脚本自然是会因此中断了,model1.pdb文件自然是看不见。

接下来,我们查看model1.pdb的序列,首先在我们的csv文件上改动一下。 原来的csv文件:

d16b32c51ac3c6046fd44d5292a7af5

改动后的csv文件:

0dc8bb49a82e9c380f40ec30187633e

可以看到,这里的顺序更改了,因为脚本必然会读csv文件最后一行的pdb文件序列,所以我们这样做,就是要看看model1.pdb文件的序列长什么样子。

保存csv文件后再次运行脚本: 得到:

a276b2ffe69ce7e046caa67ae1ef8d0

在这里我们可以看到model1.pdb的序列了

920c5d7638f726600237b5ec47986f0

之后我们就将这些pdb文件的序列整理一下,整理到txt文件里面,也就是复制粘贴序列到txt文件里面,对比一下,到底哪里序列对不上号。

这里排查的方法就按个人喜好来做

在这里我创建一个空的txt文件,使用editplus打开,然后整理成这样:

082df448aaffddb4e479881cae0104b

好了,接下来我们检查下哪里对不上号的。对不上号的意思就是某个pdb的序列,不能完全包含在全序列里面。

首先,我们排查model2.pdb:

ba5e6ec73f9503f3d5411e662d3d572

可以看出,model2.pdb的序列可以在全序列上对得上号,这里的model2.pdb没有问题。

接下来我们排查model1.pdb:

d9bfe4a3e4a6831d2289743e8f2b534

可以看出,在这里,model1.pdb可以和全序列对得上号。Model1.pdb没有问题。

接下来我们排查EGFP-LINKER-SPYCATCHER.B99990001.pdb 前两个没有问题,这个必有问题。

3b50c147199923c3375c3f1aae8e88a

果然,我们在对它使用查找的时候,并没有搜索到全序列的一个片段,这时候我们得慢慢对比了,看看哪里有问题。这个得花点时间。

经过一轮对比之后,发现问题出现在前两个字符串,是和整个序列冲突的

9bda244140f38cdfbe0a959893e125d

当我们删掉这两个字符串之后,整体的序列就能对得上号了。

a1178e9a501c95702944eb621b55ced

删除之后就能对得上号了,问题就出在EGFP-LINKER-SPYCATCHER.B99990001.pdb这个pdb文件中。接下来我们直接对pdb文件进行操作。

用Editplus打开这个pdb文件。

9a1a2d7beb35c37f07e5bb0e5de25ed

首先把这个串串删掉,删掉这个串串对我们没有影响

b1213522905bc8657485ead1ee3a7cf

接下来因为出问题的序列是前两个字符串,因此,我们在pdb中,就删除前两个residue,就看中间那串数字就行:

51d99f1afb987892c962399c07c5e88

删除之后长这样,保存,退出

3b1c63acc5ae27aa25cbb130285c7f1

接下来我们要更改csv文件的顺序,在刚刚的序列检查之后,我们要按先后顺序去排列,如图:

564c2c19c53a0a85fb894909063d642

在对应的,我们在csv文件上,也要这样头部,身体,尾部这样排列先后顺序 原来csv: 7086d8acf51bb5d232c02db6293de1f

排列后的csv: 0a6d02ac5e7566aefa208c8ddf3115a

按照pdb顺序去修改。

接下来我们再次在cmd运行命令:

报错

49f75904d706a04d78f41600d2bc4f2

是新类型的错误,这里的意思就是,三个pdb文件中,有一个文件的文件格式不对。 看看原来的文件夹:

可以看到,生成了三个新的pdb文件,其中reset_model1.pdb文件末尾是空的,0kb,因此判断这里必有问题。所以我们用editplus打开原来的pdb文件,也就是model1.pdb,并查看:

daa76463305db396ef7ff1364eaf763

可以看到,这里的pdb文件第一行有这个字符串,这个就是出bug的元凶,把它删掉保存,删掉后长这样:

f12aa9d6f6fc53e81eae23c014b3c3b

保存后,我们再次运行这个命令:

得到这样的结果:

779aba1d373a8db3a09ffd569d1458d

在这里就大功告成了,没有出现任何的错误报告。第一步的比对完成。 这时候我们查看我们的文件夹应该是这样的:

b731be598b9fd350641c96819314405

我们可以看到,程序生成了我们所需的一些文件,这些文件是用来做多模板拼接的。

接下来进入多模板拼接

2、进行多模板拼接(用于获取xxx.B99990001pdb文件)

打开我们的cmd窗口,在这里我们输入命令:

python model_mult.py test-mult0 chi_bind_spycatcher 3 reset_model2 reset_EGFP-LINKER-SPYCATCHER.B99990001 reset_model1

要注意的是,reset_*.pdb名字也有顺序的,按头部,身体,尾部的顺序输入。

这里是命令的语法:

python model_mult.py [-mult0.ali文件名] [.ali文件名] [pdb文件数量] [reset_pdb名字1] [reset_pdb名字2] [reset_pdb名字3] .........

输入命令后回车:

362d3b4bd0ad04a2967366d4d285c2b

在这里,这里也有个错误产生:

意思是reset_EGFP-LINKER-SPYCATCHER.B99990001.pdb这个文件,缺少chain A,所以我们需要用脚本去修复,使用add_A.py脚本

我们接下来在cmd窗口输入python add_A.py reset_EGFP-LINKER-SPYCATCHER.B99990001.pdb

注意:在新版本我将add_A.py换成add_chain_v2.py 所以应该在cmd输入:

python add_chain_v2.py reset_EGFP-LINKER-SPYCATCHER.B99990001.pdb A

image

回车

这个就是我们修复好的文件了

image

修复前是长这样的:

image

修复后是长这样的:

image

接下来我们把原来的reset_EGFP-LINKER-SPYCATCHER.B99990001.pdb删掉,把我们生成的reset_reset_EGFP-LINKER-SPYCATCHER.B99990001.pdb改名为reset_EGFP-LINKER-SPYCATCHER.B99990001.pdb。

修复好之后,我们调用cmd窗口,继续进行多模板拼接,继续输入命令: 回车

弹出一大串东西

image

表明我们这次运行得非常好,终于没有错误了。耐心等待。

看到这里,表明我们多模板拼接已经完成。

3、拿出pdb文件,并检查

运行完成后,此时我们的文件夹应该是这样的:

image

其中,这个文件是我们需要的:

image

我们拿出这个pdb文件,打开pymol,加载这个pdb文件看看长啥样先。

image

整体的结果看起来不错,没有出现一条羊肉串的样子,此时我们可以拿出这个文件出来了。 注意:拿出chi_bind_spycatcher.B99990001.pdb文件。

结束。