PDB id로부터 N모잡지 표지(급 그림)를 그려보자.

한 십몇년전만 하더라도 단백질 구조를 연구한다고 하면 무슨 값비싼 실리콘 그래픽스 워크스테이션 사서 안경쓰고  다이얼 여섯개 달린거 돌려가며 해야만 한다고 생각하던 사람들이 많았다. Screenshot 2015-02-25 20.36.52

정확하게 이런 느낌

그러나 PC산업의 발전 (좀 더 정확하게 말하면 게임산업의 발전이 되겠지만) 에 의해서 3D Graphic이 보편화되고, 아무리 싼 PC, 하다못해 요즘은 태블릿이나 스마트폰의 경우에도 단백질 구조를 3차원 그래픽으로 표시하는 것 정도는 거의 우습게 할 수 있는 시대가 되었다. 미지의 단백질 구조를 푸는 것은 아직도 한정된 과학자들이 하는 일이라고 생각하는 경향이 있긴 하지만, 적어도 이미 규명된 단백질 구조가 어떻게 생겼는지 둘러보고, 이것을 이용하는 것은 21세기를 사는 생물학자로써 당연한 소양이라고 생각되고, 이런데 적합한 소프트웨어도 존재하건만, 아직도 ‘구조생물학자가 아닌’ 생물학자의 단백질 구조 데이터 활용은 그닥 만족스러운 수준은 아니라고 생각한다.

그래서? 그냥 아래 동영상 보세염…

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Local BLAST 설치 및 사용 (in OS X)

한참전에 윈도우 기준으로 로컬 PC에 BLAST를 설치하고 돌리는 글을 이전 블로그에 쓴 적이 있다. 그런데 그것도 벌써 한 9년 전의 일이고, BLAST 자체도 기본적으로 바뀌지는 않았지만 BLAST+ 라는 형태로 바뀌었다. 그래서 업데이트하는 느낌으로 OS X 에서 Local BLAST를 설치하고 돌리는 과정을 적어보고자 한다. (윈도우는 어떻게 해염 하려면 옛날 글 을 참조하셈)

1. 다운로드

요기에 가서 dmg 포맷의 설치파일을 받는다. 세상 많이 좋아졌다. dmg 포맷의 설치파일이 나오니..

Screenshot 2015-02-22 00.53.18

제일 아랫넘이다.

2. 설치

Screenshot 2015-02-22 00.54.55

패키지 선택하고

Screenshot 2015-02-22 00.55.28

오오 GUI Installer! (그러면 뭐해 어차피 나중엔 다 커맨드 라인인데)

여튼 이렇게 하면 쨘~ 하고 설치를 끝낸다. 그런데 대체 어디에 설치를 해놓은 거냐.

3. 설정

이렇게 설치를 하면 기본적으로 /usr/local/ncbi/blast 내에 파일을 복사해 놓는다. Screenshot 2015-02-22 00.58.56

옛날에 커맨드 라인 BLAST  (지금 현재 Legacy BLAST라고 이야기하는) 를 설치해 본 사람이라면 명령어가 좀 틀려졌다는 느낌을 받을 것이다. 즉 이전에는 blastall 이라는 커맨드에서 blastp, blastn 등을 지정했지만 이제는 별도의 명령어가 등장했다.

여튼 여기서 추가로 설정을 해주어야 한다. blast 실행파일이 있는 /usr/local/ncbi/blast/bin에 대한 PATH는 설치과정에서 되니 (/etc/path.d 에 해놓는다) 할 필요가 없지만, blast가 db 파일을 찾을 디렉토리와 환경변수 ($BLASTDB)는 따로 만들어 두는 것이 좋다.

/usr/local/ncbi/blast에서
su mkdir db

로 db 디렉토리를 만들고, ~/.profile 을 편집한다.

vim ~/.profile

난 vi 못씀! 하면 다른 걸 써라. TextEdit이든 Sublime Text이건..
로 .profile에 들어가서
BLASTDB=/usr/local/ncbi/blast/db
export BLASTDB

를 추가.

source ~/.profile

을 하거나 쉘을 재시동.

그 다음에 db를 설치한다. 만들어진 db를 아까 만든 db 디렉토리에 넣어도 되지만 FASTA 형식으로 된 시퀀스를 가지고 db를 설치할 수도 있다. 이걸 해보자.

cd $BLASTDB
pwd
/usr/local/ncbi/blast/db

만들어놓은 DB를 다운받는것도 좋지만 걍 FASTA 형식의 시퀀스를 받아서 db를 만들어보자.

sudo wget ftp://ftp.ncbi.nlm.nih.gov/blast/db/FASTA/pdbaa.gz

해서 다운받고

sudo gunzip pdbaa.gz

압축풀고, 이제 blast용 db를 만들어보자. 이전에는 formatdb라는 것을 썼지만 요즘은 makeblastdb 라는 것을 써야한다고 한다.


makeblastdb -help
USAGE
makeblastdb [-h] [-help] [-in input_file] [-input_type type]
-dbtype molecule_type [-title database_title] [-parse_seqids]
[-hash_index] [-mask_data mask_data_files] [-mask_id mask_algo_ids]
[-mask_desc mask_algo_descriptions] [-gi_mask]
[-gi_mask_name gi_based_mask_names] [-out database_name]
[-max_file_sz number_of_bytes] [-logfile File_Name] [-taxid TaxID]
[-taxid_map TaxIDMapFile] [-version]

….

긴데, 알아야 될 옵션은 두가지뿐.
-in 에서는 blastdb를 만들 입력파일 (여기서는 pdbaa)
-dbtype 에서는 시퀀스의 종류 (핵산의 경우에는 ‘nucl’, 단백질의 경우에는 ‘prot’)


sudo makeblastdb -in pdbaa -dbtype prot

명령을 내리면..

Building a new DB, current time: 02/22/2015 01:26:10
New DB name: pdbaa
New DB title: pdbaa
Sequence type: Protein
Deleted existing BLAST database with identical name.
Keep Linkouts: T
Keep MBits: T
Maximum file size: 1000000000B
Adding sequences from FASTA; added 75499 sequences in 3.41043 seconds.

pdbaa.pin, pdbaa.psq 라는 파일이 생기면 완료.

4. BLAST

이제 BLAST search를 날려봅시다. 검색할 대상이 있는 시퀀스가 저장된 디렉토리로 가서, 가령 Arp2.fasta 식으로 뭐 이런 시퀀스가 텍스트로 저장되어 있는 디렉토리로 이동했다고 치고, 여기서


blastp -query Arp2.fasta -db pdbaa

와 같이 query 뒤에 search하려는 파일, -db 뒤에 검색하려는 db (위의 예에서는 아까 만든 db인 pdbaa) 를 부르면


BLASTP 2.2.30+

Reference: Stephen F. Altschul, Thomas L. Madden, Alejandro A.
Schaffer, Jinghui Zhang, Zheng Zhang, Webb Miller, and David J.
Lipman (1997), “Gapped BLAST and PSI-BLAST: a new generation of
protein database search programs”, Nucleic Acids Res. 25:3389-3402
….

식으로 화면에 출력.
저장하려면


blastp -query Arp2.fasta -db pdbaa -out outfile
or
blastp -query Arp2.fasta -db pdbaa > out

포맷을 바꾸어서 hit 의 목록만 표시하려면

blastp -query Arp2.fasta -db pdbaa -out outfile -outfmt 7

하면
Screenshot 2015-02-22 01.34.46

여튼, 구체적인 옵션은 blastp -help 하면 나옴. BLAST Parsing은 여기를 참조. 지금 21세기도 15년이 다 되었는데 BLAST Parser 따위는 새로 짜지마라. 제발…