UCSF ChimeraX
一个可扩展的分子建模系统
当前版本:1.12
UCSF Chimera 是一个用于分子结构和相关数据(包括密度图、轨迹和序列比对)的交互式可视化和分析的程序。 它可免费用于非商业用途。 商业用户,请参阅 Chimera 商业许可。
我们鼓励 Chimera 用户尝试使用 ChimeraX 以获得更好的大型结构性能,以及其他主要优势和全新功能。 ChimeraX 包括 Chimera 功能的一个重要子集(更多功能,请参阅缺失的功能列表)并且正在积极开发中。 用户可以选择同时使用这两个程序,两个都安装也可以。
Chimera 不再处于积极开发阶段,仅针对关键维护进行更新。 Chimera 的开发得到了美国国立卫生研究院 (P41-GM103311) 的资助,该资助于 2018 年结束。
功能亮点
Matchmaker叠加
Matchmaker 工具(或 matchmaker 命令)便于叠加相关结构,而无需担心编号或遗漏残基。 它通过创建成对序列比对来叠加蛋白质或核酸,然后在 3D 中匹配序列比对的残基。 二级结构有助于指导序列比对,从而在具有更难比对序列的更远亲的蛋白质上获得更好的性能。 默认情况下,拟合被迭代以排除结构上不同的区域并更紧密地叠加最相似的部分。
可以显示结果序列比对,如本示例中的三种果胶酸裂解酶:PDB 1jta、1bn8 和 2pec(请参阅命令文件 peclyases.cxc)。 在序列比对中,最终拟合迭代中使用的残基包含在浅橙色框中。 RMSD 值和其他拟合统计数据在日志中报告。

B因子着色
原子 B 因子值从 PDB 和 mmCIF 输入文件中读取,并指定为可以用颜色显示并用于原子规范的属性。 此示例显示与抑制剂 (PDB 4hvp) 结合的 HIV-1 蛋白酶结构内的 B 因子变异。 有关完整的图像设置,包括定位、颜色键和标签,请参阅命令文件 bfactor.cxc。
其他颜色键示例可以在教程中找到:通过静电势着色、通过序列守恒着色

UCSF ChimeraX 优势
相对于 Chimera,ChimeraX 提供了几个优势,并且这个列表将继续增长。 下面给出了一个小样本。 另请参阅:功能亮点、示例图片
- 大量原子的高性能操作和渲染
- 快速的 mmCIF 读取器和编写 mmCIF 的能力
- 快速且坚固的无溶剂表面
- 交互式环境光遮蔽照明
- 与cartoons相结合的弯曲圆柱“管”螺旋
- 只需单击一下即可更改显示样式、光线或按钮分配的工具栏图标
- 多合一窗口,其中工具界面是可以显示、隐藏和重新定位的面板
- 具有点击执行命令机制的内置 HTML 浏览器
- 用于轻松安装和更新的 ChimeraX 插件Toolshed网络存储库
- 用于将原子模型构建为低/中分辨率密度的 ISOLDE 插件 [ISOLDE 网站]
- 用于多聚体复合物比较建模的建模器界面
- SteamVR 系统的虚拟现实模式,如 PBS Newshour: Flu Vaccine 和 UCSF School of Pharmacy News 中所示
- 用于处理 DICOM 医学成像数据的功能
系统需求
- 支持的操作系统:
UCSF Chimera 和 ChimeraX 可供下载,支持当前版本的 Windows 和 macOS 操作系统以及部分 Linux 发行版。已停止支持的操作系统版本(例如 Windows 7)以及旧版本操作系统(即使尚未停止支持)在所需库(例如ChimeraX 使用的 Qt 窗口工具包)不再可用时均不受支持。请访问 [ Chimera ] [ ChimeraX ]相应程序的下载页面,查看当前支持的操作系统版本。
- 硬件:
Chimera 和 ChimeraX 是实时交互式 3D 图形应用程序。所需的图形处理器 (GPU) 性能取决于预期用途。对于数据量适中的应用(结构原子数 < 50,000,图谱大小 < 256x256x256),任何较新的计算机图形硬件都足以胜任。建议使用中端 GPU 来处理非常大的数据集,而对于要求更高的应用场景,例如将 ChimeraX 与 ISOLDE结合使用以进行具有灵活拟合的交互式动力学模拟,或与虚拟现实头显配合使用,则建议使用高端 GPU。
- 不支持:计算集群、远程显示、远程渲染和虚拟机
我们仅支持应用程序、图形渲染和显示都在同一台台式机或笔记本电脑上的应用场景。不支持在单台计算机或集群上运行应用程序,但在另一台计算机上显示或计算图形的技术。不支持的配置示例包括 X11 远程显示、VirtualGL、Microsoft 远程桌面和 VNC。虽然用户已成功配置了部分此类不受支持的分布式计算技术,但 ChimeraX 大量使用 3D OpenGL 图形渲染,而 3D OpenGL 图形渲染配置起来可能比较复杂,并且当渲染或显示与运行应用程序的计算机不在同一台计算机上时,通常会出现交互性能不稳定或速度缓慢的情况。即使用户具备设置此类不受支持配置的技术能力,我们也建议不要这样做,因为交互性能会很差。此外,我们不支持在虚拟机上运行 Chimera 或 ChimeraX,因为在虚拟机上配置图形驱动程序以使用 GPU 加速会带来技术问题。ChimeraX 开发团队没有可用于测试这些不受支持配置的计算机系统。
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