4.10.1.1.1. X3DNA螺旋面参数剖面的生成与分析 MDAnalysis.analysis.legacy.x3dna

作者:

伊丽莎白·丹宁

年:

2013-2014年

版权所有:

GNU公共许可证v2

在 0.8 版本加入.

在 0.16.0 版本发生变更: 此模块很难测试，因为 X3DNA 密码。因此，它被认为是未经维护的遗留代码。它被移到了 MDAnalysis.analysis.legacy 包(请参见 issue 906 )

在此模块的帮助下， X3DNA 可以在轨迹中的帧上运行。数据可以组合和分析。 X3DNA ：CITE：P：`Lu2003，Lu2008`必须单独安装。

参考文献

[Lu2003]

Xiang‐Jun Lu and Wilma K. Olson. 3DNA: a software package for the analysis, rebuilding and visualization of three‐dimensional nucleic acid structures. Nucleic Acids Research, 31(17):5108–5121, 09 2003. doi:10.1093/nar/gkg680.

[Lu2008]

Xiang-Jun Lu and Wilma K Olson. 3dna: a versatile, integrated software system for the analysis, rebuilding and visualization of three-dimensional nucleic-acid structures. Nature Protocols, 3(7):1213–1227, 2008. doi:10.1038/nprot.2008.104.

4.10.1.1.1.1. 示例应用程序

4.10.1.1.1.1.1. 单一结构

B-DNA结构：

from MDAnalysis.analysis.x3dna import X3DNA, X3DNAtraj
from MDAnalysis.tests.datafiles import PDB_X3DNA

# set path to your x3dna binary in bashrc file
H = X3DNA(PDB_X3DNA, executable="x3dna_ensemble analyze -b 355d.bps -p pdbfile")
H.run()
H.collect()
H.plot()

4.10.1.1.1.1.2. 弹道

分析轨迹：

u = MDAnalysis.Universe(psf, trajectory)
H = X3DNAtraj(u, ...)
H.run()
H.plot()
H.save()

The profiles are available as the attribute X3DNAtraj.profiles (H.profiles in the example) and are indexed by frame number but can also be indexed by an arbitrary order parameter as shown in the next example.

4.10.1.1.1.2. 分析类

class MDAnalysis.analysis.legacy.x3dna.X3DNA(filename, **kwargs)

跑 X3DNA 在单帧或DCD轨迹上。

仅支持所有X3DNA控制参数的子集，并且可以使用关键字参数进行设置。有关以下内容的更多详细信息 X3DNA 请参阅 X3DNA docs 。

将X3DNA与 X3DNA 类是一个由3步组成的过程：

1. 使用所有需要的参数设置类

2. 使用运行X3DNA X3DNA.run()

3. 使用从输出文件收集数据 X3DNA.collect()

该类还为收集的数据提供了一些简单的绘图函数，例如 X3DNA.plot() 或 X3DNA.plot3D() 。

当方法以列表形式返回螺旋基对参数时，则顺序始终为

索引	参数
0	剪切
1	伸长
2	错开
3	扣
4	螺旋桨
5	打开
6	换班
7	幻灯片
8	崛起
9	倾斜
10	滚动
11	扭曲

在 0.8 版本加入.

设置要运行的参数 X3DNA 关于PDB 文件名 。

参数:

• filename (str) -- 这个 filename 中的X3DNA的输入 xdna_ensemble 指挥部。它指定要使用的PDB坐标文件的名称。这必须是布鲁克海文蛋白质数据库的格式或类似的格式。

• executable (str (optional)) -- 通向 xdna_ensemble 可执行目录(例如 /opt/x3dna/2.1 and /opt/x3dna/2.1/bin )，然后添加到bashrc文件中导出。有关设置说明，请参阅X3DNA文档。

• x3dna_param (bool (optional)) -- 确定是计算基本步长还是计算碱基对参数。如果 True (默认)然后堆叠 基本步骤 将对参数进行分析。如果 False 然后堆叠 碱基对 将对参数进行分析。

• logfile (str (optional)) -- 将X3DNA的输出写入 logfile (默认：“BP_step.par”)

参见

X3DNAtraj

profiles

x3dna_ensemble analyze -b 355d.bps -p pdbfile attribute ：跑步后 X3DNA.collect() ，此词典包含所有按帧编号索引的X3DNA配置文件。如果只分析了单个帧，则这将是 X3DNA.profiles[0] 。请注意，顺序是随机的；需要首先对键进行排序。

collect(**kwargs)

将X3DNA运行的输出解析为NumPy重数组。

可以处理包含多个帧的输出。

该方法将结果另存为 X3DNA.profiles ，按帧编号索引的词典。每个条目都是一个 np.recarray 。

如果关键字 outdir 提供)(例如“.”)然后，将每个配置文件保存到一个gzip数据文件中。

参数:

• run (str, int (optional) -- 自由形式的标识符 [1]

• outdir (str (optional)) -- save output data under outdir/run if set to any other value but None [None]

mean()

返回基本参数的平均值。

返回:

该列表包含螺旋面参数的平均值。顺序是 [shear, stretch, stagger, buckle, propeller, opening, shift, slide, rise, tilt, roll, twist] 。

返回类型:

list

mean_std()

返回基本参数的平均值和标准差。

返回:

该数组包含两个列表，其中包含螺旋面参数的平均值和标准偏差。这两个列表的顺序是 [shear, stretch, stagger, buckle, propeller, opening, shift, slide, rise, tilt, roll, twist] 。

返回类型:

(list, list)

plot(**kwargs)

在一维图形中为每个基本参数绘制时间平均的基本参数。

为每个参数生成一个曲线图。它显示了每个碱基对的平均值和标准差。每个绘图都保存为名为“<PARAMETER_NAME>.png”的PNG文件。

参数:

ax (matplotlib.pyplot.Axes (optional)) -- 提供 ax 使所有的情节都以相同的轴线绘制。

run(**kwargs)

对输入文件运行X3DNA。

save(filename='x3dna.pickle')

保存 profiles 作为一个Python Pickle文件 文件名 。

加载配置文件字典具有：：

import cPickle
profiles = cPickle.load(open(filename))

sorted_profiles_iter()

返回按帧/顺序参数排序的配置文件的迭代器。

迭代器生成元组 (q, profile) 。一般情况下， q 是帧编号。

std()

返回基本参数的标准偏差。

返回:

该列表包含螺旋面参数的标准偏差。顺序是 [shear, stretch, stagger, buckle, propeller, opening, shift, slide, rise, tilt, roll, twist] 。

返回类型:

list

class MDAnalysis.analysis.legacy.x3dna.X3DNAtraj(universe, **kwargs)

分析轨迹中的所有帧。

这个 X3DNA 类提供了到X3DNA的直接接口。X3DNA本身对轨迹分析的支持有限，但不能处理MDAnalysis理解的所有轨迹格式。这个类可以获取任何宇宙并将其提供给X3DNA。默认情况下，它按顺序为每个帧创建一个PDB，并在该帧上运行X3DNA。

设置好班级。

参数:

• universe (Universe) -- 将输入轨迹作为 Universe ；轨迹被转换为PDB文件序列，并在每个单独的文件上运行X3DNA。(使用 start ， stop ，以及 step 关键字以分割轨迹。)

• selection (str (optional)) -- MDAnalysis选择字符串(默认为“Nucic”)，用于选择应该分析的原子。

• start (int (optional)) --

• stop (int (optional)) --

• step (int (optional)) -- 将轨迹切片为的帧索引 universe.trajectory[start, stop, step] ；默认情况下，会分析整个轨迹。

• x3dna_param (bool (optional)) -- 指示将分析堆积碱基还是堆积碱基对。 True 是碱基和 False 是堆积的碱基对 [Default is True] 。

• kwargs (keyword arguments (optional)) -- 所有其他关键字都将传递到 X3DNA (有关说明，请参阅此处)。

参见

X3DNA

profiles

跑完后 X3DNA.collect() ，此词典包含所有按帧编号索引的X3DNA配置文件。

mean()

返回基本参数的平均值。

返回:

该列表包含螺旋面参数的平均值。顺序是 [shear, stretch, stagger, buckle, propeller, opening, shift, slide, rise, tilt, roll, twist] 。

返回类型:

list

mean_std()

返回基本参数的平均值和标准差。

返回:

该数组包含两个列表，其中包含螺旋面参数的平均值和标准偏差。这两个列表的顺序是 [shear, stretch, stagger, buckle, propeller, opening, shift, slide, rise, tilt, roll, twist] 。

返回类型:

(list, list)

plot(**kwargs)

在一维图形中为每个基本参数绘制时间平均的基本参数。

为每个参数生成一个曲线图。它显示了每个碱基对的平均值和标准差。每个绘图都保存为名为“<PARAMETER_NAME>.png”的PNG文件。

参数:

ax (matplotlib.pyplot.Axes (optional)) -- 提供 ax 使所有的情节都以相同的轴线绘制。

run(**kwargs)

在整个弹道上运行X3DNA并收集档案。

关键字参数 start ， stop ，以及 step 只能用来分析部分弹道。缺省值是提供给类构造函数的值。

run_x3dna(pdbfile, **kwargs)

在单个PDB文件上运行X3DNA pdbfile 。

save(filename='x3dna.pickle')

保存 profiles 作为一个Python Pickle文件 文件名 。

加载配置文件字典具有：：

import cPickle
profiles = cPickle.load(open(filename))

sorted_profiles_iter()

返回按帧/顺序参数排序的配置文件的迭代器。

迭代器生成元组 (q, profile) 。一般情况下， q 是帧编号。

std()

返回基本参数的标准偏差。

返回:

该列表包含螺旋面参数的标准偏差。顺序是 [shear, stretch, stagger, buckle, propeller, opening, shift, slide, rise, tilt, roll, twist] 。

返回类型:

list

4.10.1.1.1.3. 公用事业

exception MDAnalysis.analysis.legacy.x3dna.ApplicationError

在外部应用程序失败时引发。

错误代码特定于应用程序。

在 0.7.7 版本加入.