PyVista

Introducció#

A Panda3D vas dibuixar una proteïna a mà: una esfera per àtom i una línia entre carbonis alfa. Va sortir, i sobretot vas veure que no hi havia cap màgia.

Ara la faràs amb l’eina que faria servir algú que s’hi dedica.

De PyVista ja en saps el Plotter, el PolyData i el glyph. Resulta que les tres peces que et van costar feina amb el motor de jocs — repetir una esfera a milers de posicions, passar un tub suau per una corba, i treure la superfície d’un núvol de punts — VTK les porta fetes.

Aquí les faràs servir amb l’hemoglobina, la proteïna que transporta l’oxigen a la sang. Cada representació et costarà unes deu línies.

Entorn de treball#

Fes servir el projecte amb PyVista que ja tens, o fes-ne un de nou amb uv add pyvista.

Baixa’t l’hemoglobina del Protein Data Bank. El seu codi és 1A3N:

iwr https://files.rcsb.org/download/1A3N.pdb -OutFile 1a3n.pdb

El lector de fitxers PDB#

El protein.py que vas escriure a Panda3D et serveix igual: llegeix les línies ATOM i en treu un diccionari per àtom. Copia’l al projecte nou.

Comprova que l’hemoglobina hi entra bé:

from protein import read_atoms
atoms = read_atoms("1a3n.pdb")
len(atoms)
4370
sorted({atom["chain"] for atom in atoms})
['A', 'B', 'C', 'D']

Quatre cadenes, tal com toca: l’hemoglobina són dues cadenes α i dues β.

Els àtoms#

Ja saps que un PolyData amb glyph reparteix la mateixa esfera per tots els punts d’un cop. Amb una proteïna, això és el que et treu el problema que tenies: no fas 4.370 esferes, en fas una i la repeteixes.

El que és nou aquí és que en fas un núvol per element, perquè cada element vol el seu color.

import pyvista as pv

from protein import read_atoms

COLORS = {
    "C": "#3f3f3f",
    "N": "#3355ee",
    "O": "#dd2222",
    "S": "#ddbb22",
}

atoms = read_atoms("1a3n.pdb")
plotter = pv.Plotter()
plotter.set_background("white")

for element, color in COLORS.items():
    coords = [[a["x"], a["y"], a["z"]] for a in atoms if a["element"] == element]
    cloud = pv.PolyData(coords)
    spheres = cloud.glyph(geom=pv.Sphere(radius=0.6), orient=False)
    plotter.add_mesh(spheres, color=color, smooth_shading=True)

plotter.show()