home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Almathera Ten Pack 4: Demo 1 / almathera_demo1.bin / commercial / mog / mog.doc < prev    next >
Text File  |  1995-03-16  |  24KB  |  505 lines

  1.  
  2.  
  3.  
  4.                        MM    MM        GGG
  5.                        M M  M M       G   G
  6.                        M  MM  M       G   
  7.                        M      M  ooo  G  GG
  8.                        M      M o   o G   G
  9.                        M      M o   o G   G
  10.                        M      M  ooo   GGG
  11.  
  12.                        ====================
  13.  
  14.  
  15.             Molecular Graphics for the Commodore Amiga
  16.             
  17.                       SciTech Software ©1991
  18.  
  19.  
  20. Copyright Information
  21. =====================
  22.  
  23. This demonstration version of MoG is copyright of SciTech Software 1991.
  24. However, it is freely distributable providing all files are distributed 
  25. and the files remain unaltered.
  26.  
  27. The full version of MoG supports conversion to and from PDB and CSSR 
  28. structure formats (used for proteins and small organic molecules 
  29. respectively) including selection of protein backbone atoms. In 
  30. addition, `space-filling' images may be produced in quick preview, 
  31. shaded or ray-traced modes.
  32.  
  33. MoG is available from:
  34.  
  35.             SciTech Software,
  36.             23, Stag Leys,
  37.             Ashtead,
  38.             Surrey.
  39.             KT21 2TD.
  40.  
  41.             Tel.: (0372) 275775
  42.          
  43. MoG is available in 3 versions with substantial academic discounts being
  44. available for all versions.
  45.  
  46.             -----------------------------------------
  47.             | Version | Full Price | Academic Price |
  48.             +---------------------------------------+
  49.             | Basic   | £100.00    | £ 60.00        |
  50.             | CoPro   | £150.00    | £ 90.00        |
  51.             | Library | £250.00    | £150.00        |
  52.             -----------------------------------------
  53.  
  54. To claim the academic discount you should place your order on headed
  55. notepaper or include a photocopy of student identification. School pupils
  56. should get a teacher to supply a sheet of headed notepaper and sign the 
  57. order.
  58.  
  59. The Basic version will run on all Amigas with at least 1MByte of memory.
  60. The CoPro version requires a 68020 or 68030 processor and a 68881 or
  61. 68882 maths co-processor and is recommended for users who will work with
  62. proteins rather than small molecules. The Library version comes with
  63. a linkable library, and a certain amount of source code and additional
  64. documentation allowing the user to link in his/her own code via the 
  65. `Project/User' menu item.
  66.  
  67. Introduction
  68. ============
  69.  
  70. MoG is a full-featured molecular graphics program for the Commodore Amiga
  71. (Amiga is a trademark of Commodore-Amiga, Inc.). The program is fully 
  72. compatible with AmigaDOS V2.0, the enhanced chip set and the Amiga A3000.
  73. The first version of MoG was written in 1986 when the graphics 
  74. capabilities of the Amiga made it unique amongst personal computers. At 
  75. this time, molecular graphics programs were rare on anything less that 
  76. Evans and Sutherland vector graphics workstations and Silicon Graphics 
  77. workstations costing tens or hundreds of times the price of the Amiga.
  78. The current version of MoG was written during 1991.
  79.  
  80.  
  81. Running MoG
  82. -----------
  83. If the disk on which you are running MoG is not called `MoGDemo', you 
  84. should first double-click on the MoGAssigns icon.
  85.  
  86. From the Workbench, MoG is run by double-clicking on its icon. A high 
  87. resolution interlaced custom screen will be opened in which you will be 
  88. able to display stick representations of molecules and manipulate them 
  89. in real time. From a CLI, MoG is started by typing:
  90.  
  91.          MoG
  92.  
  93. This demonstration version of MoG will load one of two structures
  94. depending on your response to the requester displayed when the
  95. program starts:
  96.  
  97.          -----------------------------------------------------
  98.          | ORGANIC  |  A small organic molecule.             |
  99.          | PROTEIN  |  An alpha-helix region from a protein. |
  100.          -----------------------------------------------------
  101.  
  102. Some of the menu items are disabled in the demonstration version. These 
  103. are:
  104.  
  105.    -------------------------------------------------------------------
  106.    | Project/Open         |  Reads a structure file                  | 
  107.    | Project/Add Fragment |  Adds a fragment allowing you to build   |
  108.    |                      |  molecules on screen.                    |
  109.    | Project/Save,Save As |  Save a modified structure to disk       |
  110.    | Project/Set Convert  |  Set the command for creating MoG format |
  111.    |                      |  structure files                         |
  112.    | Project/Convert      |  Convert a file to MoG format            |
  113.    | Space Fill/Run CPK   |  Create a space-filled image.            |
  114.    -------------------------------------------------------------------
  115.  
  116.  
  117. Tutorial
  118. ========
  119.  
  120. This tutorial will let you experiment with the features of MoG. The
  121. tutorial appears in 2 parts depending which structure is loaded on 
  122. startup.
  123.  
  124. ORGANIC
  125. -------
  126. This is the structure of a `small molecule' as opposed to a protein. 
  127. Typically small molecules are shown with hydrogens while proteins are 
  128. shown without hydrogens (see below).
  129.  
  130. Once the structure has loaded and is displayed, you can rotate, 
  131. translate or scale it using the gadgets on the right hand side of the 
  132. screen. The top pair of gadgets rotates the structure about the X-axis 
  133. (which runs horizontally across the screen); the next pair of gadgets 
  134. rotates about the Y-axis (which runs vertically down the screen); the 
  135. next pair of gadgets rotates about the Z-axis (which goes into the 
  136. screen); the next pair of gadgets translates the structure along the 
  137. X-axis; the next pair translates along the Y-axis; the next pair 
  138. translates along the Z-axis; the last pair magnifies or reduces the 
  139. structure. Parts of the structure which are farther away are indicated 
  140. by being in a darker colour than parts in the foreground. As you 
  141. translate the structure along the Z-axis, you will see parts of the 
  142. structure get lighter or darker.
  143.  
  144. If you click on one of the gadgets and move the mouse away from the 
  145. gadget while holding the left mouse button down, the structure will 
  146. continue to rotate when you release the mouse button. To stop the 
  147. rotation click again on one of the gadgets. (Under AmigaDOS V2.0, you 
  148. should click in the logo at the bottom right of the screen rather than 
  149. on one of the gadgets.)
  150.  
  151. Select the `Colour/Set Colours' menu item. A requester will appear 
  152. where you can set colouring based on:
  153.    atom type
  154.    amino acid (or `residue') type
  155.    residue number range (zone)
  156.    bond (link) between specific atom pairs
  157. Colouring based on amino acid type or residue range is used with 
  158. proteins rather than small molecules. Enter H* as the atom type and 3 
  159. as the colour number then click on the `Do It!' gadget. All bonds to 
  160. hydrogens will now be coloured in red. Repeat the process to set atom 
  161. type N* to colour 2. This will colour bonds to nitrogen in blue.
  162. Select the `EXIT' gadget to remove the requester. 
  163.  
  164. The `Colour/Set Palette' menu item will let you alter the colour 
  165. palette. When you are using depth cueing (parts of the molecule farther 
  166. away are shown in a darker colour) the second 6 colours are the darker 
  167. versions of the first 6 colours. If you alter the foreground colours, 
  168. you should also alter the background colours to maintain the depth 
  169. cueing effect. There is, however, an easy way to do this. Once you are 
  170. happy with your foreground colours, simply switch off depth cueing 
  171. using the `Display/Depth Cue' menu item and switch it on again by 
  172. selecting the menu item a second time. This will automatically set the 
  173. background colours to darker versions of the foreground colours.
  174. The rest of this tutorial assumes that you still have the default 
  175. colours, so select the `CANCEL' gadget in the palette requester, or 
  176. reload the default palette by selecting the `Colour/Load Palette' menu
  177. item and loading the file tutorial.pal.
  178.  
  179. The lines which you see on the screen represent bonds between atoms; 
  180. the atoms themselves are represented by the joints between lines. Try 
  181. clicking the left mouse button on one of the atoms. A label will 
  182. appear near the atom identifying it. The first three letters will 
  183. always be ATM. These are normally used to identify amino acid types in 
  184. proteins (see below). This is followed by the number 1 which is used 
  185. to identify the amino acid number in proteins. Finally, after a dash,
  186. is the atom label.
  187.  
  188. Select the `Display/Labels/Show Coordinates' menu item. Now, when you 
  189. click on an atom, a requester will appear showing the X,Y,Z coordinates 
  190. of the atom as well as the atom name, residue name and residue number. 
  191. Click on one of the `OK' gadgets to proceed. When you have finished 
  192. experimenting with this feature, select the menu item again to switch 
  193. off the show coordinates feature. Selecting the `Display/Labels/Off'
  194. menu item will remove all the labels from the display.
  195.  
  196. You can gain other information about the geometry of the structure. 
  197. Select the `Calculate/Distance' menu item. The cursor will change to 
  198. an arrow with a 2 next to it. This indicates that you must click on 
  199. two atoms. Select 2 atoms and a requester will appear indicating the 
  200. distance between the two atoms. Click on one of the `OK' gadgets in the
  201. requester to proceed. In the same way, you can measure angles and 
  202. torsion (twist) angles. In these cases, you will have to select 3 or 4 
  203. atoms respectively.
  204.  
  205. The Modify menu allows you to make changes to the structure. First 
  206. identify the green bond between atom 1-C18 and atom 1-C20. Identify 
  207. atom 1-C17 attached to atom 1-C18 and atom 1-C23 attached to atom 
  208. 1-C20. Select the `Modify/Torsion' menu item and click on the atoms in 
  209. the order:
  210.  
  211.    1-C17, 1-C18, 1-C20, 1-C23
  212.  
  213. A label will appear in the top left corner of the screen indicating the 
  214. torsion angle which these 4 atoms define. The structure will also change
  215. colour. Assuming you have not altered the palette, part of the structure
  216. will be blue and the rest green. The Z-translate gadgets now have a new 
  217. function. They now cause the part of the structure attached to the 
  218. third and fourth atoms you clicked (1-C20 and 1-C23) to rotate about the
  219. bond between the second and third atoms. As this part of the structure 
  220. rotates, the torsion angle indicated in the top left corner of the 
  221. screen will alter. All the other gadgets work as before letting you 
  222. change your view of the structure. Selecting the `Modify/Torsion' menu 
  223. item again will retain the new torsion angle you have set and restore 
  224. the original colouring.
  225.  
  226. The `Modify/Break Bond' menu item will remove a bond between 2 atoms.
  227. Try breaking the bond between atoms 1-C18 and 1-C20. Now select the 
  228. `Modify/Move Group' menu item and click on atom 1-C20. The two groups  
  229. of atoms which were formed by breaking the bond will now be coloured 
  230. blue and green and the group on which you clicked will now be moved by 
  231. the gadgets, the rest of the structure remaining stationary. Rotations 
  232. will occur about the atom on which you clicked to define the group to 
  233. move. Selecting the `Modify/Move Group' menu item again will cause the 
  234. gadgets once again to move the whole structure and will restore the 
  235. colouring. You can now remake the bond between atoms 1-C18 and 1-C20 
  236. using the `Modify/Make Bond' menu item.
  237.  
  238. The full version of MoG lets you save your modified structure to disk. 
  239. Since a library of fragments is supplied, you can build molecules on 
  240. the screen using the `Project/Add Fragment' menu item.
  241.  
  242.  
  243. PROTEIN
  244. -------
  245. This is an alpha-helix region from a protein. Proteins are made up of 
  246. amino acids each of which consists of a `backbone' (or `mainchain') 
  247. with a sidechain. There are 20 amino acids each of which has the same 
  248. backbone, but varying sidechains.
  249.  
  250. For example:
  251.  
  252.    Alanine:    H        Serine:      O-H
  253.                |                     |
  254.              H-C-H                 H-C-H     Sidechain
  255.                |                     |       ----------
  256.            H-N-C-C=O             H-N-C-C=O   Backbone
  257.              | | |                 | | |
  258.              | H |                 | H |
  259.              ^   ^                 ^   ^
  260.  
  261. A protein is formed by linking amino acids via a nitrogen (N) to 
  262. carbon (C) bond in the backbone.
  263.  
  264. Because proteins can consist of hundreds of these amino acids, the 
  265. hydrogens are generally excluded from graphical representations.
  266. In each amino acid, the central backbone carbon to which the sidechain 
  267. is attached is known as the alpha-carbon (or CA). Moving along the 
  268. sidechain, each non-hydrogen atom is named using the Greek alphabet 
  269. abbreviated with the English equivalent:
  270.  
  271.                      ---------------
  272.                      | alpha   | A |
  273.                      | beta    | B |
  274.                      | gamma   | G |
  275.                      | delta   | D |
  276.                      | epsilon | E |
  277.                      | zeta    | Z |
  278.                      | eta     | H |
  279.                      ---------------
  280.  
  281. Once the structure has loaded and is displayed, you can rotate, 
  282. translate or scale it using the gadgets on the right hand side of the 
  283. screen. The top pair of gadgets rotates the structure about the X-axis 
  284. (which runs horizontally across the screen); the next pair of gadgets 
  285. rotates about the Y-axis (which runs vertically down the screen); the 
  286. next pair of gadgets rotates about the Z-axis (which goes into the 
  287. screen); the next pair of gadgets translates the structure along the 
  288. X-axis; the next pair translates along the Y-axis; the next pair 
  289. translates along the Z-axis; the last pair magnifies or reduces the 
  290. structure. Parts of the structure which are farther away are indicated 
  291. by being in a darker colour than parts in the foreground. As you 
  292. translate the structure along the Z-axis, you will see parts of the 
  293. structure get lighter or darker.
  294.  
  295. If you click on one of the gadgets and move the mouse away from the 
  296. gadget while holding the left mouse button down, the structure will 
  297. continue to rotate when you release the mouse button. To stop the 
  298. rotation, click again on one of the gadgets. (Under AmigaDOS V2.0, you 
  299. should click in the logo at the bottom right of the screen rather than 
  300. on one of the gadgets.)
  301.  
  302. Select the `Colour/Read Colour File' menu item and select the file
  303. backbone.col from the MoGDemo: directory. The colours of the structure 
  304. will change such that the sidechains are in green, with the backbone 
  305. mainly in blue with its oxygens in red. As you rotate the structure, 
  306. you will be able to see how the backbone runs through the helix with 
  307. the sidechains sticking out from the bulk of the helix. Note also how 
  308. the backbone oxygens (shown in red) all point along the helix in the 
  309. same direction.
  310.  
  311. Select the `Colour/Set Colours' menu item. A requester will appear 
  312. where you can set colouring based on:
  313.    atom type
  314.    amino acid (or `residue') type
  315.    residue number range (zone)
  316.    bond (link) between specific atom pairs
  317. Enter ARG as the residue type and 6 as the colour number then click on 
  318. the `Do It!' gadget. Two of the amino acids (both arginines) will 
  319. change to a cyan colour. Repeat the process to set residue type PHE to 
  320. colour 5. Select the `EXIT' gadget to remove the requester. As you 
  321. rotate the structure, you will see that the backbone atoms of these 
  322. amino acids have changed colour as well. Reload the backbone.col file 
  323. using the `Colours/Read Colour File' menu item to restore the special 
  324. colouring of the backbone.
  325.  
  326. The `Colour/Set Palette' menu item will let you alter the colour 
  327. palette. When you are using depth cueing (parts of the molecule farther 
  328. away are shown in a darker colour) the second 6 colours are the darker 
  329. versions of the first 6 colours. If you alter the foreground colours, 
  330. you should also alter the background colours to maintain the depth 
  331. cueing effect. There is, however, an easy way to do this. Once you are 
  332. happy with your foreground colours, simply switch off depth cueing 
  333. using the `Display/Depth Cue' menu item and switch it on again by 
  334. selecting the menu item a second time. This will automatically set the 
  335. background colours to darker versions of the foreground colours.
  336. The rest of this tutorial assumes that you still have the default 
  337. colours, so select the `CANCEL' gadget in the palette requester, or 
  338. reload the default palette by selecting the `Colour/Load Palette' menu
  339. item and loading the file tutorial.pal.
  340.  
  341. The lines which you see on the screen represent bonds between atoms; 
  342. the atoms themselves are represented by the joints between lines. Try 
  343. clicking the left mouse button on one of the atoms. A label will 
  344. appear near the atom identifying it. The first three letters tell you 
  345. the amino acid type:
  346.  
  347.             -------------------------
  348.             | ALA | Alanine         |
  349.             | ARG | Arginine        |
  350.             | ASN | Asparagine      |
  351.             | ASP | Aspartate       |
  352.             | CYS | Cysteine        |
  353.             | GLN | Glutamine       |
  354.             | GLU | Glutamate       |
  355.             | GLY | Glycine         |
  356.             | HIS | Histidine       |
  357.             | ILE | Isoleucine      |
  358.             | LEU | Leucine         |
  359.             | LYS | Lysine          |
  360.             | MET | Methionine      |
  361.             | PHE | Phenylalanine   |
  362.             | PRO | Proline         |
  363.             | SER | Serine          |
  364.             | THR | Threonine       |
  365.             | TRP | Tryptophan      |
  366.             | TYR | Tyrosine        |
  367.             | VAL | Valine          |
  368.             -------------------------
  369.  
  370. This is followed by the amino acid number (the example has amino acid 
  371. numbers 7--19) and the atom name. The backbone atoms coloured in blue 
  372. will have the atom names N, CA and C while the backbone oxygens (in 
  373. red) will have the atom name O.
  374.  
  375. Select the `Display/Labels/Show Coordinates' menu item. Now, when you 
  376. click on an atom, a requester will appear showing the X,Y,Z coordinates 
  377. of the atom as well as the atom name, residue name and residue number. 
  378. Click on one of the `OK' gadgets to proceed. When you have finished 
  379. experimenting with this feature, select the menu item again to switch 
  380. off the show coordinates feature. Selecting the `Display/Labels/Off'
  381. menu item will remove all the labels from the display.
  382.  
  383. You can gain other information about the geometry of the structure. 
  384. Select the `Calculate/Distance' menu item. The cursor will change to 
  385. an arrow with a 2 next to it. This indicates that you must click on 
  386. two atoms. Select 2 atoms and a requester will appear indicating the 
  387. distance between the two atoms. Click on one of the `OK' gadgets in the
  388. requester to proceed. In the same way, you can measure angles and 
  389. torsion (twist) angles. In these cases, you will have to select 3 or 4 
  390. atoms respectively.
  391.  
  392. The Modify menu allows you to make changes to the structure. Select the
  393. `Modify/Torsion' menu item and click on 4 sequentially joined atoms 
  394. (i.e. the first atom should be joined to the second, the second to the 
  395. third and the third to the fourth). A label will appear in the top 
  396. left corner of the screen indicating the torsion angle which the 4 
  397. atoms define. The structure will also change colour. Assuming you have 
  398. not altered the palette, part of the structure will be blue and the 
  399. rest green. The Z-translate gadgets now have a new function. They now 
  400. cause the part of the structure attached to the fourth atom you 
  401. clicked to rotate about the bond between the second and third atoms. 
  402. As this part of the structure rotates, the torsion angle indicated in 
  403. the top left corner of the screen will alter. All the other gadgets 
  404. work as before letting you change your view of the structure. 
  405. Selecting the `Modify/Torsion' menu item again will retain the new 
  406. torsion angle you have set and restore the original colouring.
  407.  
  408. The `Modify/Break Bond' menu item will remove a bond between 2 atoms.
  409. Try breaking a bond between two backbone atoms shown in blue. Now 
  410. select the `Modify/Move Group' menu item and click on one of the two 
  411. groups of atoms which have been formed by breaking the bond. The two 
  412. groups will now be coloured blue and green and the group on which you 
  413. clicked will now be moved by the gadgets, the rest of the structure 
  414. remaining stationary. Rotations will occur about the atom on which you 
  415. clicked to define the group to move. Selecting the `Modify/Move Group' 
  416. menu item again will cause the gadgets once again to move the whole 
  417. structure and will restore the colouring.
  418.  
  419. The full version of MoG lets you save your modified structure to disk. 
  420. Since a library of fragments is supplied, you can build molecules on 
  421. the screen using the `Project/Add Fragment' menu item.
  422.  
  423.  
  424.  
  425. Reference
  426. =========
  427.  
  428. Each of the menu functions is described briefly:
  429.  
  430. Project/Open                     Read a structure file
  431. Project/Save                     Save a structure file
  432. Project/Save As                  Save a structure file
  433. Project/Plot/IFF                 Save an image in IFF-ILBM format
  434. Project/Plot/PostScript          Save an image in PostScript format
  435. Project/Plot/HPGL                Save an image in HPGL format
  436. Project/Paper                    Sets dimension of the plot
  437. Project/Set Convert              Set the command for creating MoG format
  438.                                  structure files
  439. Project/Convert                  Convert a file to MoG format
  440. Project/Defaults/Read            Read a `defaults' command file
  441. Project/Defaults/Write           Write a `defaults' command file
  442. Project/About                    Display information about the program
  443. Project/User                     Allows interfacing to users own code
  444. Project/Quit                     Exit from MoG
  445. Display/Labels/Show Coordinates  Display coordinates when an atom is 
  446.                                  clicked
  447. Display/Labels/Off               Switch off all labels
  448. Display/Labels/All Atoms         Label all atoms
  449. Display/Depth Cue                Toggle depth cueing
  450. Display/Step Size                Set step sizes for rotation, 
  451.                                  translation and scaling
  452. Display/Screen To Back           Send the MoG screen to the back
  453. Display/Centre On Atom           Centre the display on an atom
  454. Calculate/Distance               Calculate distance between 2 atoms
  455. Calculate/Angle                  Calculate angle between 3 atoms
  456. Calculate/Torsion                Calculate torsion angle between 4 atoms
  457. Calculate/View                   Calculate a view matrix
  458. Modify/Torsion                   Rotate part of the structure about a
  459.                                  torsion angle
  460. Modify/Move Group                Move a group of atoms independently
  461. Modify/Make Bond                 Bond 2 atoms
  462. Modify/Break Bond                Break a bond between 2 atoms
  463. Modify/Set View                  Set the view of the structure
  464. Modify/Kill Unlinked             Removes any unlinked atoms.
  465. Modify/Change Label              Allows the atom label information and 
  466.                                  hence the atom characteristics to be
  467.                                  changed
  468. Colour/Set Colours               Set colours of residues, atoms, residue
  469.                                  ranges or specific bonds
  470. Colour/Read Colour File          Read a file of colouring commands
  471. Colour/Set Palette               Set the palette
  472. Colour/Save Palette              Save a palette file
  473. Colour/Load Palette              Load a palette file
  474. Space Fill/CPK Setup             Set up parameters for creating space-
  475.                                  filled images
  476. Space Fill/Run CPK               Generate space-filled image
  477.  
  478.  
  479. Plotting
  480. ========
  481. MoG supports PostScript, EPSF and HPGL plotting formats as well as IFF
  482. ILBM bit-mapped graphics files. A public domain HPGL interpreter (PLT:)
  483. is available on the Fish Disks and is supplied free with the full 
  484. version of MoG. This allows plots to be produced at the maximum 
  485. resolution of any Preferences supported printer.
  486.  
  487.  
  488. Space Filling Pictures
  489. ======================
  490. The full version of MoG also allows the generation of `space-filling' 
  491. CPK (Corey, Pauling, Kendrew) images of molecules. These may be 
  492. produced in quick preview mode or rendered using sphere shading or full 
  493. ray-tracing. Three sample ray-traced images are supplied with this 
  494. demonstration version.
  495.  
  496.  
  497. Acknowledgements
  498. ================
  499.  
  500. SciTech Software acknowledges the use of Charlie Heath's file requester 
  501. and the palette requester from the copyrighted, but freely distributable
  502. `The Amiga Programmer's Suite Book 1' by R. J. Mical which is available 
  503. on Fish Disk 107.
  504.  
  505.