CASEA的奇思妙想

RosettaScripts

发表于 分类于
本文字数： 20k 阅读时长 ≈ 18 分钟

RosettaScripts

Overview

本文根据官网英文教程翻译及个人理解编写完成，具体包括如下内容：

  • RosettaScripts编写范式
  • RosettaScripts编写语法
  • 控制RosettaScripts文件输出
  • 使用Movers控制蛋白结构
    • 使用MoveMaps调用minimizer控制movers
    • 使用TaskOperations调用packer控制movers
  • 使用residue selectors选择残基
  • 使用filters评估生成构象优劣以及控制protocol

什么是RosettaScripts？在RosettaScripts没出来之前，Rosetta的每个app都有其特定的用途，因此研究者将这些app整合起来形成一个完整的protocol是很难的（需要修改C++源码）。因此RosettaScripts应运而生，它可以将Rosetta中的app整合起来：输入一个结构，执行一系列步骤，这些步骤根据定义使用某种方式修改pose或者评估该pose，最后输出该结构。重复运行此protocol即可生成输出结构的集合。通俗地讲，RosettaScripts就是Rosetta的各个模块通过线性序列组合并执行，很大程度上减少了设计的工作量

如何生成一个空示例文件

1
/path/to/rosetta_scripts.linuxgccrelease > template.xml

上述指令生成一个template.xml文件，此时我们只需要注意文件中的以下xml blocks。.linuxgccrelease后缀需要根据你编译的rosetta版本而更改。

  • xml文件中尖括号之外的所有内容均被忽略，方便编写comment

  • xml标签被尖括号(<>)包围，标记必须以斜杠结束。标签可以嵌套

  • 等价写法

    1
    2
    <SCOREFXNS>
    </SCOREFXNS>
    1
    <SCOREFXNS/>

  • RosettaScripts会忽略一切空格

  • 标签中包含一个接受逗号分隔列表选项时，选项之间不能包含空格

    1
    2
    <PackRotamers name="pack1" task_operations="task1,task2,task3" /> #允许
    <PackRotamers name="pack2" task_operations="task2, task2, task3" /> #禁止
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
<ROSETTASCRIPTS>
        <SCOREFXNS>
        </SCOREFXNS>
        <RESIDUE_SELECTORS>
        </RESIDUE_SELECTORS>
        <PACKER_PALETTES>
        </PACKER_PALETTES>
        <TASKOPERATIONS>
        </TASKOPERATIONS>
        <MOVE_MAP_FACTORIES>
        </MOVE_MAP_FACTORIES>
        <SIMPLE_METRICS>
        </SIMPLE_METRICS>
        <FILTERS>
        </FILTERS>
        <MOVERS>
        </MOVERS>
        <PROTOCOLS>
        </PROTOCOLS>
        <OUTPUT />
</ROSETTASCRIPTS>
  • Rosetta运行时默认会添加丢失氢以及补全侧链侧链原子。当真正运行protocol时，建议先使用clean_pdb.py prep一下蛋白。
  • Rosetta输出的pdb文件会包含标准的Rosetta打分表。默认情况下，结构打分函数为ref2015。可以使用-score:weights控制打分函数

控制输出

控制输出有两种方式：

  • 修改xml标签<OUTPUT/>
  • 在命令行运行时指定flags

实际研究中，通常会根据研究需要使用不同的打分函数或者自定义打分函数（改变权重，使用低解析度的能量函数），我们可以使用以下流程：

  • 在<SCOREFXNS>block中添加自定义打分函数
  • 添加打分函数名到<OUTPUT/>标签
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
scoring.xml
<ROSETTASCRIPTS>
    <SCOREFXNS>
      定义了两个打分函数，其名为：molmech和r15_cart
      r15_cart通过修改组分权重来修改ref2015打分函数
      定义的molmech打分函数并未使用，但是并不会对RosettaScripts造成影响
        <ScoreFunction name="molmech" weights="mm_std_fa_elec_dslf_fa13" />
        <ScoreFunction name="r15_cart" weights="ref2015" >
            <Reweight scoretype="pro_close" weight="0.0" />
            <Reweight scoretype="cart_bonded" weight="0.625" />
        </ScoreFunction>
    </SCOREFXNS>
    <RESIDUE_SELECTORS>
    </RESIDUE_SELECTORS>
    <TASKOPERATIONS>
    </TASKOPERATIONS>
    <FILTERS>
    </FILTERS>
    <MOVERS>
    </MOVERS>
    <APPLY_TO_POSE>
    </APPLY_TO_POSE>
    <PROTOCOLS>
    </PROTOCOLS>
  使用r15_cart对结构重新打分。
    <OUTPUT scorefxn="r15_cart" />
</ROSETTASCRIPTS>
1
/path/to/rosetta_scripts.linuxgccrelease -s 1ubq.pdb -parser:procotol scoring.xml -out:prefix scoring_
  • 1ubq.pdb自行rcsb下载
  • -parser:procotol 指定使用的xml文件
  • -out:prefix scoring_ 指定输出文件前缀
  • -out:file:silent scoring.silent 当不需要输出pdb文件时，可以使用该命令将pdb结构保存为二进制文件，同时可以使用extract_pdbs提取pdb

Movers

Simple Minimization

RosettaScripts的核心为Movers。Movers可以改变蛋白结构，换句话说，Movers是改变蛋白pose的一切。包括原子坐标、FoldTree、constraints、sequence、covalent connectivity。RosettaScripts内置了不同的Movers，有些Mover会改变辅助信息，而不改变原子坐标。

可用的Movers见Movers (RosettaScripts) (rosettacommons.org)，自已自行根据自己需要选择合适的Mover。

Mover 标签内的选项解析：

  • name： 设置该Mover操作的句柄，以便后续使用
  • 其他选项用于控制mover行为
  • 默认选项一般为推荐使用值，如果不确定选项值，可以忽视该选项，即使用默认值
  • 某些选项并没有给出默认值，因此必须人为指定
  • xml 布尔值选项：1/0、T/F、Y/N、true/false、on/off
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
minimize.xml
定义两个MinMovers（min_torsion和min_cart）
min_torsion: 使用默认旋转角最小化，打分函数 molmech
min_cart:使用直角坐标最小化 打分函数 r15_cart
<ROSETTASCRIPTS>
    <SCOREFXNS>
        <ScoreFunction name="molmech" weights="mm_std_fa_elec_dslf_fa13" />
        <ScoreFunction name="r15_cart" weights="ref2015" >
            <Reweight scoretype="pro_close" weight="0.0" />
            <Reweight scoretype="cart_bonded" weight="0.625" />
        </ScoreFunction>
    </SCOREFXNS>
    <RESIDUE_SELECTORS>
    </RESIDUE_SELECTORS>
    <TASKOPERATIONS>
    </TASKOPERATIONS>
    <FILTERS>
    </FILTERS>
    <MOVERS>
        <MinMover name="min_torsion" scorefxn="molmech" chi="true" bb="1" cartesian="F" >
        </MinMover>
        <MinMover name="min_cart" scorefxn="r15_cart" chi="true" bb="1" cartesian="T" >
        </MinMover>
    </MOVERS>
    <APPLY_TO_POSE>
    </APPLY_TO_POSE>
上述定义的Mover并不会立即生效，需要在Protocol标签里指定才能生效。
运行RosettaScripts，会以序列形式运行Procotol部分的输入。
上一步的输出为下一步的输入
    <PROTOCOLS>
        <Add mover="min_cart" />
    </PROTOCOLS>
    <OUTPUT scorefxn="r15_cart" />
</ROSETTASCRIPTS>
1
/path/to/rosetta_scripts.linuxgccrelease -s 1ubq.pdb -parser:protocol minimize.xml -out:prefix minimize_

当然了，你也可以在Protocol里面添加<Add mover="min_torsion" />以进行两步最小化。

Advanced Minimization

最小化pose，使用MoveMap控制最小化

MoveMap允许用户设置最小化过程的自由度和可替换残基，即残基是否可旋转等等。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
minimize2.xml
<ROSETTASCRIPTS>
    <SCOREFXNS>
        <ScoreFunction name="molmech" weights="mm_std_fa_elec_dslf_fa13" />
        <ScoreFunction name="r15_cart" weights="ref2015" >
            <Reweight scoretype="pro_close" weight="0.0" />
            <Reweight scoretype="cart_bonded" weight="0.625" />
        </ScoreFunction>
    </SCOREFXNS>
    <RESIDUE_SELECTORS>
    </RESIDUE_SELECTORS>
    <TASKOPERATIONS>
    </TASKOPERATIONS>
    <FILTERS>
    </FILTERS>
    <MOVERS>
使用MoveMap控制最小化过程
在MoveMap定义中：1）对于所有残基的chi和bb禁止移动 
                2）1-50残基chi和bb可以移动
      					3）5-10残基bb禁止移动
        <MinMover name="min_torsion" scorefxn="molmech" chi="true" bb="1" cartesian="F" >
            <MoveMap name="min_torsion_mm">                         # Add this
                <Span begin="1" end="999" chi="false" bb="false" /> # And this
                <Span begin="1" end="50" chi="true" bb="true" />    # And this
                <Span begin="5" end="10" chi="true" bb="false" />   # And this
            </MoveMap>                                              # And this
        </MinMover>
    </MOVERS>
    <APPLY_TO_POSE>
    </APPLY_TO_POSE>
    <PROTOCOLS>
        <Add mover="min_torsion" />
    </PROTOCOLS>
    <OUTPUT scorefxn="r15_cart" />
</ROSETTASCRIPTS>
1
/path/to/rosetta_scripts.linuxgccrelease -s 1ubq.pdb -parser:protocol minimize2.xml -out:prefix minimize2_

Packing

Repacking sidechain

  • 使用TaskOperations调用packer
  • 使用packer优化侧链构象

PackRotamersMover是另一个常用的Rosetta mover。

MoveMaps 控制minimizer

TaskOperations控制packer

movers调用packer时将TaskOperations作为输入

在MOVERS标签里面创建一个PackRotamersMover。创建之后，切勿忘记添加到PROTOCOLS

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
<ROSETTASCRIPTS>
	<SCOREFXNS>
		<ScoreFunction name="r15" weights="ref2015" />
	</SCOREFXNS>
	<RESIDUE_SELECTORS>
	</RESIDUE_SELECTORS>
	<TASKOPERATIONS>
	</TASKOPERATIONS>
	<FILTERS>
	</FILTERS>
	<MOVERS>
    		<PackRotamersMover name="pack1" scorefxn="r15" task_operations="" />
	</MOVERS>
	<APPLY_TO_POSE>
	</APPLY_TO_POSE>
	<PROTOCOLS>
    		<Add mover="pack1" />
	</PROTOCOLS>
	<OUTPUT scorefxn="r15" />
</ROSETTASCRIPTS>

上述代码，PackRotamersMover将调用packer，packer对每个氨基酸残基使用所有的rotamers，也就是说，将尝试设计整个蛋白质。

Packer 默认设计每个位置的标准氨基酸。

使用TaskOperations，或者限制某些氨基酸残基位置的packer是尤为重要的

用户使用TaskOperations控制packer，用于指定哪些残基被repack和design，并设置运行方法。TaskOperations在 TASKOPERATIONS部分定义。

除此之外，TaskOperations也控制侧链采样的细节。默认情况下严格使用rotamers采样，但添加额外的sub-rotamers采样是必要的。例如，在rotamer的中心周围增加或者减去一个标准偏差，可以帮助packer搜寻到更好的侧链构象。ExtraRotamersGeneric TaskOperations允许控制rotamer采样等级。总之，添加一些额外的rotamer到chi1和chi2是有用的，尽管需要更长的收敛时间，更复杂的packing问题。当然了，也可以在命令行使用-ex1和-ex2选项控制rotamer采样。

下面，我们创建两个TaskOperations。第一个让packer只使用当前位置氨基酸类型，只考虑该氨基酸的替代rotamer。第二种启用额外的rotamer。在TaskOperation部分，添加RestrictToRepacking和ExtraRotamersGeneric，并为这两个任务命名。

同时，需要在MOVERS部分使用该TaskOperations，我们可以使用任意顺序指定这些任务，即TaskOperation是可交换的。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
repack_only.xml
<ROSETTASCRIPTS>
	<SCOREFXNS>
		<ScoreFunction name="r15" weights="ref2015" />
	</SCOREFXNS>
	<RESIDUE_SELECTORS>
	</RESIDUE_SELECTORS>
	<TASKOPERATIONS>
		<RestrictToRepacking name="no_design" /> #Note that there are no options except name to set.
		<ExtraRotamersGeneric name="extrachi" ex1="1" ex2="1" ex1_sample_level="1" ex2_sample_level="1" /> #This one allows you to set several options, however.
	</TASKOPERATIONS>
	<FILTERS>
	</FILTERS>
	<MOVERS>
    		<PackRotamersMover name="pack1" scorefxn="r15" task_operations="no_design,extrachi" />
	</MOVERS>
	<APPLY_TO_POSE>
	</APPLY_TO_POSE>
	<PROTOCOLS>
    		<Add mover="pack1" />
	</PROTOCOLS>
	<OUTPUT scorefxn="r15" />
</ROSETTASCRIPTS>
1
/path/to/rosetta_scripts.linuxgccrelease -s 1ubq.pdb -parser:protocol repack_only.xml -out:prefix repack_only_

Advanced Packing

使用ResidueSelectors重新设计蛋白核心域。

  • 重新设计蛋白核心（找到新的序列）
  • 将ResidueSelectors和TaskOperations PackRotamersMover联用
  • 理解TaskOperation的交换性

下面考虑一个更加复杂的例子。从结构中挑出部分残基并对pose的不同部分施加不同的任务。蛋白被埋的核心区域残基寻找到一个新的序列，同时允许边界残基重新填充，并完全禁止表面残基移动。限制核心区域为疏水性氨基酸类型。实现以上任务，需要使用ResidueSelectors选择残基（TaskOperation也可以选择残基，不太方便）。ResidueSelectors可以选择氨基酸子集，然后被用于TaskOperation或其他RosettaScripts对象。ResidueSelectors可以以各种方式组合，以选择您想要的特定残基。

定义三个残基选择器ResidueSelectors选择in core、boundary和surface 层级氨基酸。LayerSelector基于埋藏深度选择残基。

对于核心区域，我们希望设置为疏水性氨基酸残基类型。使用resfile指定允许的残基类型，使用ReadResFileTaskOperation和corelayerResidueSelector 将resfile应用到核心区域。

core_resfile.txt

1
2
PIKAA FAMILYVW #Pick amino acids PHE, ALA, MET, ILE, LEU, TYR, VAL, or TRP to design with; prohibit all others.
start
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
design_core.xml
<ROSETTASCRIPTS>
	<SCOREFXNS>
		<ScoreFunction name="r15" weights="ref2015" />
	</SCOREFXNS>
	<RESIDUE_SELECTORS>
		<Layer name="corelayer" select_core="true" select_boundary="false" select_surface="false" core_cutoff="4.0" />
		<Layer name="boundarylayer" select_core="false" select_boundary="true" select_surface="false" core_cutoff="4.0" />
		<Layer name="surfacelayer" select_core="false" select_boundary="false" select_surface="true" core_cutoff="4.0" />
	</RESIDUE_SELECTORS>
	<TASKOPERATIONS>
    	<ReadResfile name="core_resfile" filename="core_resfile.txt" selector="corelayer" />
			<OperateOnResidueSubset name="restrict_boundary_to_repack" selector="boundarylayer" >
					<RestrictToRepackingRLT />
			</OperateOnResidueSubset>
			<OperateOnResidueSubset name="prevent_surface_from_repackin" selector="surfacelayer" >
					<PreventRepackingRLT />
			</OperateOnResidueSubset>
			<ExtraRotamersGeneric name="extrachi" ex1="1" ex2="1" ex1_sample_level="1" ex2_sample_level="1" />
	</TASKOPERATIONS>
	<FILTERS>
	</FILTERS>
	<MOVERS>
    		<PackRotamersMover name="pack1" scorefxn="r15" task_operations="core_resfile,prevent_surface_from_repacking,restrict_boundary_to_repack,extrachi" />
	</MOVERS>
	<APPLY_TO_POSE>
	</APPLY_TO_POSE>
	<PROTOCOLS>
    		<Add mover="pack1" />
	</PROTOCOLS>
	<OUTPUT scorefxn="r15" />
</ROSETTASCRIPTS>
1
/path/to/rosetta_scripts.linuxgccrelease -s 1ubq.pdb -parser:protocol design_core.xml -out:prefix design_core_

Understanding commutativity of TaskOperations

往之前的xml文件中添加另一个ReadResFileTaskOperation，在第二个resfile中，使用PIKAA选择允许的残基类型（PHE,TYR,ASP,GLU,LYS,ARG）

core_resfile2.txt

1
2
start
1 - 76 A PIKAA FYDERK
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
design_core.xml
<ROSETTASCRIPTS>
	<SCOREFXNS>
		<ScoreFunction name="r15" weights="ref2015" />
	</SCOREFXNS>
	<RESIDUE_SELECTORS>
		<Layer name="corelayer" select_core="true" select_boundary="false" select_surface="false" core_cutoff="4.0" />
		<Layer name="boundarylayer" select_core="false" select_boundary="true" select_surface="false" core_cutoff="4.0" />
		<Layer name="surfacelayer" select_core="false" select_boundary="false" select_surface="true" core_cutoff="4.0" />
	</RESIDUE_SELECTORS>
	<TASKOPERATIONS>
    	<ReadResfile name="core_resfile" filename="core_resfile.txt" />
			<ReadResfile name="core_resfile2" filename="core_resfile2.txt" />
    禁止设计边界层
			<OperateOnResidueSubset name="restrict_boundary_to_repack" selector="boundarylayer" >
					<RestrictToRepackingRLT />
			</OperateOnResidueSubset>
    禁止设计表面层
			<OperateOnResidueSubset name="prevent_surface_from_repackin" selector="surfacelayer" >
					<PreventRepackingRLT />
			</OperateOnResidueSubset>
			<ExtraRotamersGeneric name="extrachi" ex1="1" ex2="1" ex1_sample_level="1" ex2_sample_level="1" />
	</TASKOPERATIONS>
	<FILTERS>
	</FILTERS>
	<MOVERS>
    		<PackRotamersMover name="pack1" scorefxn="r15" task_operations="core_resfile,prevent_surface_from_repacking,restrict_boundary_to_repack,extrachi,core_resfile2" />
	</MOVERS>
	<APPLY_TO_POSE>
	</APPLY_TO_POSE>
	<PROTOCOLS>
    		<Add mover="pack1" />
	</PROTOCOLS>
	<OUTPUT scorefxn="r15" />
</ROSETTASCRIPTS>
  • 核心部分都是PHE和TYR，因为常用氨基酸类型只能被关闭，而不能重新使用。TaskOperations工作时会取多个命令的交集，由于core_resfile禁止使用ASP, GLU, LYS和ARG，core_resfile2禁止使用ALA, MET, ILE, LEU, TYR和VAL，只有TRP和PHE是被允许的。
  • 只重新设计了核心部分。限制或禁止特定的填充残基类型取并集：如果命令A或命令B限定了填充类型或禁止填充，那么两个命令的组合将是二者的并集。

Combining ResidueSelectors

有三个特殊的ResidueSelector 分别为AndResdiueSelector、OrResdiueSelector和NotResdiueSelector

将下述代码填充到RESIDUE_SELECTORS标签内，选择极性氨基酸

1
<ResidueName name="select_polar" residue_name3="ASP,GLU,LYS,ARG,HIS,SER,THR,ASN,GLN" />

下一步，使用AND选择器选择极性且在核心区域的残基

1
<And name="polar_and_core" selectors="select_polar,corelayer" />

最后，使用OR选择器选择（核心区域极性或者表面残基）。所有的这些都被限制repacking

1
<Or name="surface_or_buried_polar" selectors="polar_and_core,surfacelayer" />

做好残基选择之后，我们可以使用TaskOperation来执行，不要忘记添加到Movers。

1
2
3
<OperateOnResidueSubset name="prevent_surface_from_repacking" selector="surface_or_buried_polar" >
	<PreventRepackingRLT />
</OperateOnResidueSubset>

在更加复杂的Protocol中，packing和minimization由不同的用户界面控制(task operations 和 move maps).

packing和minimization步骤必须单独配置

Filters

  • Filter 基于protocol运行之后生成的结构运行

Rosetta运行是随机化的，早期通常会对构象进行采样，而这些构象不会产生结果。换言之，运行生成的构象具有不确定性，无法保证其正确性，同时为了加快实验进程，在最后阶段设当放弃一些无效样本是有用的。基于此，RosettaScripts提供了Filter，它可以根据生成构象某个属性判断是否采用。

下述代码用于重新pack蛋白表面残基。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
<ROSETTASCRIPTS>
	<SCOREFXNS>
		<ScoreFunction name="r15" weights="ref2015" />
	</SCOREFXNS>
	<RESIDUE_SELECTORS>
	</RESIDUE_SELECTORS>
	<TASKOPERATIONS>
		<RestrictToRepacking name="repackonly" />
		<ExtraRotamersGeneric name="extrachi" ex1="1" ex2="1" ex1_sample_level="1" ex2_sample_level="1" />
	</TASKOPERATIONS>
	<FILTERS>
		<AtomicDistance name="salt_bridge" residue1="11A" atomtype1="Nlys" residue2="34A" atomtype2="OOC" distance="3.0" />
	</FILTERS>
	<MOVERS>
		<MinMover name="min" scorefxn="r15" chi="true" bb="true" cartesian="false" />
		<PackRotamersMover name="pack" scorefxn="r15" task_operations="repackonly,extrachi"/>
	</MOVERS>
	<APPLY_TO_POSE>
	</APPLY_TO_POSE>
	<PROTOCOLS>
		<Add mover="pack" />
		<Add filter="salt_bridge" />
		<Add mover="min" />
	</PROTOCOLS>
	<OUTPUT scorefxn="r15" />
</ROSETTASCRIPTS>

在本例中，将TaskOperations传递给PackRotamersMover以禁止设计蛋白(仅pack)，并为PackRotamersMover启用额外的rotamer。同时还定义了一个MinMover来进行最小化结构。Protocol的设置：首先调用PackRotamersMover，然后调用MinMover。在原始结构中，K11和E34之间有一个盐桥，我们希望保留它。如果侧链的初始构象中，这两个残基离得太远，那么最小化后它们形成盐桥的概率也很小。因此，没有盐桥的结构没必要继续进行能量最小化，否则将会浪费大量的CPU时间。后续步骤可能会花费几分钟到几小时，因此要避免不必要的计算。此外，最终的结构经常要手动查看，因此也要控制最终输出结构的量。在本例中，我们将使用一个过滤器抛弃能量最小化前没有盐桥的结构。为了增强本例中的盐桥，我们根据两个原子间距离定义。和之前一样，在xml的FILTERS模块粘贴说明文档例子中的标签名称。如说明文档中所写，可以指定特别原子名称，或者指定Rosetta原子类型。如果指定了类型，那么计算的距离为该类原子到其的最近距离。这正是我们想要的，因为我们并不关心羧基上哪个氧原子和Lys侧链氮原子配对。因此我们可以这样指定原子类型：E34的'OOC'原子和K11的'Nlys'。

大多数过滤器会计算一个结构矩阵，然后和阈值比较。AtomicDistance过滤器用distance选项来设置阈值：低于该值可继续下面的步骤。阈值应当合适，但通常设置过大会有错误的结果，因为minimizer可能会允许稍微出界的结构，但在这里，我们将使用偏窄的值：3.0埃。

在protocols部分中，mover和filter按照执行顺序排布。该结构会先被重新采样，然后用filter过滤，最终能量最小化。如果没有通过filter，会在log文件中声明，rosetta_scripts会继续下一个工作。

接下来开始任务。我们在命令行中添加-nstruct 100来告诉rosetta_scripts重复100次任务。可以想到，大部分结构无法通过filter，但rosetta默认结构无法通过filter时，会停止任务，因此我们需要增加 -jd2:failed\_job\_exception false来告诉rosetta不要停止。（尤其是在mpi模式下，因为任何错误会使全部任务停止）。由于被filter拦截是随机的，因此得到的结果少于-nstruct规定的结果。可用-jd2:ntrials选项告知rosetta每个结构将被重复计算几次。

Filters as metric evaluators

除了结束进程，filters也可用作评估指标。例如，我们可以用filter计算特定残基的侧链RMSD，从手册上看，SidechainRmsd是一个合适的选择。将Filter作为评估指标而非进程结束者，可用confidence选项进行调节，它指出filter有多长时间作为过滤器，在这段时间它将开启过滤功能。默认的"1.0"代表它永远是filter，如果设为"0.0"，则永远不具备筛选功能，只是进行评估，输出它计算的数据，并不终止进程。

加入一些仅发挥计算作用的filter，对脚本进行修改，以计算1ubq的F45和Y59残基的侧链RMSD

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
<ROSETTASCRIPTS>
	<SCOREFXNS>
		<ScoreFunction name="r15" weights="ref2015" />
	</SCOREFXNS>
	<RESIDUE_SELECTORS>
	</RESIDUE_SELECTORS>
	<TASKOPERATIONS>
		<RestrictToRepacking name="repackonly" />
		<ExtraRotamersGeneric name="extrachi" ex1="1" ex2="1" ex1_sample_level="1" ex2_sample_level="1" />
	</TASKOPERATIONS>
	<FILTERS>
		<AtomicDistance name="salt_bridge" residue1="11A" atomtype1="Nlys" residue2="34A" atomtype2="OOC" distance="3.0" />
		<SidechainRmsd name="F45_rmsd" res1_pdb_num="45A" res2_pdb_num="45A" include_backbone="1" confidence="0.0" />
		<SidechainRmsd name="Y59_rmsd" res1_pdb_num="59A" res2_pdb_num="59A" include_backbone="1" confidence="0.0" />
	</FILTERS>
	<MOVERS>
		<MinMover name="min" scorefxn="r15" chi="true" bb="true" cartesian="false" />
		<PackRotamersMover name="pack" scorefxn="r15" task_operations="repackonly,extrachi"/>
	</MOVERS>
	<APPLY_TO_POSE>
	</APPLY_TO_POSE>
	<PROTOCOLS>
		<Add mover="pack" />
		<Add filter="salt_bridge" />
		<Add mover="min" />
		<Add filter="F45_rmsd" />
		<Add filter="Y59_rmsd" />
	</PROTOCOLS>
	<OUTPUT scorefxn="r15" />
</ROSETTASCRIPTS>

filter在PROTOCOLS部分发挥筛选作用，而指标评估仅仅在最后发挥作用，即计算输出结构的相关指标。

小结

在此，根据官网手册翻译了RosettaScripts的基本使用方法，MOVERS和Packing是脚本的关键。在实际使用过程中，需要将他们有机地结合起来，同时学会使用filter过滤掉不合理的结构。初学者可以在已有示例脚本的基础上进行修改。如果想深入学习RosettaScript的话，还得更加深入的了解movers、selectors及filters等模块的内容。

参考链接

[1] RosettaScripts基础教程中译 - 知乎 (zhihu.com) (https://zhuanlan.zhihu.com/p/463076260)

[2] Creating protocols with RosettaScripts (rosettacommons.org) (https://www.rosettacommons.org/demos/latest/tutorials/scripting_with_rosettascripts/scripting_with_rosettascripts)