src/MCview/PDBChain.java

   1 /*
   2  * Jalview - A Sequence Alignment Editor and Viewer (Development Version 2.4.1)
   3  * Copyright (C) 2009 AM Waterhouse, J Procter, G Barton, M Clamp, S Searle
   4  *
   5  * This program is free software; you can redistribute it and/or
   6  * modify it under the terms of the GNU General Public License
   7  * as published by the Free Software Foundation; either version 2
   8  * of the License, or (at your option) any later version.
   9  *
  10  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  13  * GNU General Public License for more details.
  14  *
  15  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  16  * along with this program; if not, write to the Free Software
  17  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301, USA
  18  */
  19 package MCview;
  20
  21 import java.util.*;
  22
  23 import java.awt.*;
  24
  25 import jalview.analysis.*;
  26 import jalview.datamodel.*;
  27 import jalview.schemes.*;
  28 import jalview.structure.StructureMapping;
  29
  30 public class PDBChain
  31 {
  32   /**
  33    * SequenceFeature group for PDB File features added to sequences
  34    */
  35   private static final String PDBFILEFEATURE = "PDBFile";
  36
  37   private static final String IEASTATUS = "IEA:jalview";
  38
  39   public String id;
  40
  41   public Vector bonds = new Vector();
  42
  43   public Vector atoms = new Vector();
  44
  45   public Vector residues = new Vector();
  46
  47   public int offset;
  48
  49   public Sequence sequence;
  50
  51   public boolean isVisible = true;
  52
  53   public int pdbstart = 0;
  54
  55   public int pdbend = 0;
  56
  57   public int seqstart = 0;
  58
  59   public int seqend = 0;
  60
  61   public String pdbid = "";
  62
  63   public PDBChain(String pdbid, String id)
  64   {
  65     this.pdbid = pdbid.toLowerCase();
  66     this.id = id;
  67   }
  68
  69   public String print()
  70   {
  71     String tmp = "";
  72
  73     for (int i = 0; i < bonds.size(); i++)
  74     {
  75       tmp = tmp + ((Bond) bonds.elementAt(i)).at1.resName + " "
  76               + ((Bond) bonds.elementAt(i)).at1.resNumber + " " + offset
  77               + "\n";
  78     }
  79
  80     return tmp;
  81   }
  82
  83   public void makeExactMapping(AlignSeq as, SequenceI s1)
  84   {
  85     int pdbpos = as.getSeq2Start() - 2;
  86     int alignpos = s1.getStart() + as.getSeq1Start() - 3;
  87
  88     for (int i = 0; i < as.astr1.length(); i++)
  89     {
  90       if (as.astr1.charAt(i) != '-')
  91       {
  92         alignpos++;
  93       }
  94
  95       if (as.astr2.charAt(i) != '-')
  96       {
  97         pdbpos++;
  98       }
  99
 100       if (as.astr1.charAt(i) == as.astr2.charAt(i))
 101       {
 102         Residue res = (Residue) residues.elementAt(pdbpos);
 103         Enumeration en = res.atoms.elements();
 104         while (en.hasMoreElements())
 105         {
 106           Atom atom = (Atom) en.nextElement();
 107           atom.alignmentMapping = alignpos;
 108         }
 109       }
 110     }
 111   }
 112
 113   /**
 114    * copy over the RESNUM seqfeatures from the internal chain sequence to the
 115    * mapped sequence
 116    *
 117    * @param seq
 118    * @param status
 119    *                The Status of the transferred annotation
 120    * @return the features added to sq (or its dataset)
 121    */
 122   public SequenceFeature[] transferRESNUMFeatures(SequenceI seq,
 123           String status)
 124   {
 125     SequenceI sq = seq;
 126     while (sq != null && sq.getDatasetSequence() != null)
 127     {
 128       sq = sq.getDatasetSequence();
 129       if (sq == sequence)
 130       {
 131         return null;
 132       }
 133     }
 134     /**
 135      * Remove any existing features for this chain if they exist ?
 136      * SequenceFeature[] seqsfeatures=seq.getSequenceFeatures(); int
 137      * totfeat=seqsfeatures.length; // Remove any features for this exact chain ?
 138      * for (int i=0; i<seqsfeatures.length; i++) { }
 139      */
 140     if (status == null)
 141     {
 142       status = PDBChain.IEASTATUS;
 143     }
 144     SequenceFeature[] features = sequence.getSequenceFeatures();
 145     for (int i = 0; i < features.length; i++)
 146     {
 147       if (features[i].getFeatureGroup().equals(pdbid))
 148       {
 149         SequenceFeature tx = new SequenceFeature(features[i]);
 150         tx.setBegin(1 + ((Atom) ((Residue) residues.elementAt(tx.getBegin()
 151                 - offset)).atoms.elementAt(0)).alignmentMapping);
 152         tx.setEnd(1 + ((Atom) ((Residue) residues.elementAt(tx.getEnd()
 153                 - offset)).atoms.elementAt(0)).alignmentMapping);
 154         tx
 155                 .setStatus(status
 156                         + ((tx.getStatus() == null || tx.getStatus()
 157                                 .length() == 0) ? "" : ":" + tx.getStatus()));
 158         if (tx.begin != 0 && tx.end != 0)
 159           sq.addSequenceFeature(tx);
 160       }
 161     }
 162     return features;
 163   }
 164
 165   public void makeCaBondList()
 166   {
 167     for (int i = 0; i < (residues.size() - 1); i++)
 168     {
 169       Residue tmpres = (Residue) residues.elementAt(i);
 170       Residue tmpres2 = (Residue) residues.elementAt(i + 1);
 171       Atom at1 = tmpres.findAtom("CA");
 172       Atom at2 = tmpres2.findAtom("CA");
 173
 174       if ((at1 != null) && (at2 != null))
 175       {
 176         if (at1.chain.equals(at2.chain))
 177         {
 178           makeBond(at1, at2);
 179         }
 180       }
 181       else
 182       {
 183         System.out.println("not found " + i);
 184       }
 185     }
 186   }
 187
 188   public void makeBond(Atom at1, Atom at2)
 189   {
 190     float[] start = new float[3];
 191     float[] end = new float[3];
 192
 193     start[0] = at1.x;
 194     start[1] = at1.y;
 195     start[2] = at1.z;
 196
 197     end[0] = at2.x;
 198     end[1] = at2.y;
 199     end[2] = at2.z;
 200
 201     bonds.addElement(new Bond(start, end, at1, at2));
 202   }
 203
 204   public void makeResidueList()
 205   {
 206     int count = 0;
 207     Object symbol;
 208     boolean nucleotide=false;
 209     StringBuffer seq = new StringBuffer();
 210     Vector resFeatures = new Vector();
 211     Vector resAnnotation = new Vector();
 212     int i, iSize = atoms.size() - 1;
 213     int resNumber = -1;
 214     for (i = 0; i <= iSize; i++)
 215     {
 216       Atom tmp = (Atom) atoms.elementAt(i);
 217       resNumber = tmp.resNumber;
 218       int res = resNumber;
 219
 220       if (i == 0)
 221       {
 222         offset = resNumber;
 223       }
 224
 225       Vector resAtoms = new Vector();
 226       // Add atoms to a vector while the residue number
 227       // remains the same as the first atom's resNumber (res)
 228       while ((resNumber == res) && (i < atoms.size()))
 229       {
 230         resAtoms.addElement((Atom) atoms.elementAt(i));
 231         i++;
 232
 233         if (i < atoms.size())
 234         {
 235           resNumber = ((Atom) atoms.elementAt(i)).resNumber;
 236         }
 237         else
 238         {
 239           resNumber++;
 240         }
 241       }
 242
 243       // We need this to keep in step with the outer for i = loop
 244       i--;
 245
 246       // Make a new Residue object with the new atoms vector
 247       residues.addElement(new Residue(resAtoms, resNumber - 1, count));
 248
 249       Residue tmpres = (Residue) residues.lastElement();
 250       Atom tmpat = (Atom) tmpres.atoms.elementAt(0);
 251       // Make A new SequenceFeature for the current residue numbering
 252       SequenceFeature sf = new SequenceFeature("RESNUM", tmpat.resName
 253               + ":" + tmpat.resNumIns + " " + pdbid + id, "", offset
 254               + count, offset + count, pdbid);
 255       // MCview.PDBChain.PDBFILEFEATURE);
 256       resFeatures.addElement(sf);
 257       resAnnotation.addElement(new Annotation(tmpat.tfactor));
 258       // Keep totting up the sequence
 259       if ((symbol=ResidueProperties.getAA3Hash().get(tmpat.resName)) == null)
 260       {
 261         if (ResidueProperties.nucleotideIndex[tmpat.resName.charAt(0)]==-1)
 262         {
 263           seq.append("X");
 264         // System.err.println("PDBReader:Null aa3Hash for " +
 265         // tmpat.resName);
 266         } else {
 267           // nucleotide flag
 268           nucleotide=true;
 269           seq.append(tmpat.resName.charAt(0));
 270         }
 271       }
 272       else
 273       {
 274         if (nucleotide)
 275         {
 276           System.err.println("Warning: mixed nucleotide and amino acid chain.. its gonna do bad things to you!");
 277         }
 278         seq.append(ResidueProperties.aa[((Integer) symbol).intValue()]);
 279       }
 280       count++;
 281     }
 282
 283     if (id.length() < 1)
 284     {
 285       id = " ";
 286     }
 287
 288     sequence = new Sequence(id, seq.toString(), offset, resNumber - 1); // Note:
 289                                                                         // resNumber-offset
 290                                                                         // ~=
 291                                                                         // seq.size()
 292     // Add normalised feature scores to RESNUM indicating start/end of sequence
 293     //      sf.setScore(offset+count);
 294
 295
 296     // System.out.println("PDB Sequence is :\nSequence = " + seq);
 297     // System.out.println("No of residues = " + residues.size());
 298     for (i = 0, iSize = resFeatures.size(); i < iSize; i++)
 299     {
 300       sequence.addSequenceFeature((SequenceFeature) resFeatures
 301               .elementAt(i));
 302       resFeatures.setElementAt(null, i);
 303     }
 304     Annotation[] annots = new Annotation[resAnnotation.size()];
 305     float max = 0;
 306     for (i = 0, iSize = annots.length; i < iSize; i++)
 307     {
 308       annots[i] = (Annotation) resAnnotation.elementAt(i);
 309       if (annots[i].value > max)
 310         max = annots[i].value;
 311       resAnnotation.setElementAt(null, i);
 312     }
 313     AlignmentAnnotation tfactorann = new AlignmentAnnotation(
 314             "PDB.TempFactor", "Temperature Factor for "
 315                     + sequence.getName(), annots, 0, max,
 316             AlignmentAnnotation.LINE_GRAPH);
 317     tfactorann.setSequenceRef(sequence);
 318     sequence.addAlignmentAnnotation(tfactorann);
 319   }
 320
 321   public void setChargeColours()
 322   {
 323     for (int i = 0; i < bonds.size(); i++)
 324     {
 325       try
 326       {
 327         Bond b = (Bond) bonds.elementAt(i);
 328
 329         if (b.at1.resName.equalsIgnoreCase("ASP")
 330                 || b.at1.resName.equalsIgnoreCase("GLU"))
 331         {
 332           b.startCol = Color.red;
 333         }
 334         else if (b.at1.resName.equalsIgnoreCase("LYS")
 335                 || b.at1.resName.equalsIgnoreCase("ARG"))
 336         {
 337           b.startCol = Color.blue;
 338         }
 339         else if (b.at1.resName.equalsIgnoreCase("CYS"))
 340         {
 341           b.startCol = Color.yellow;
 342         }
 343         else
 344         {
 345           b.startCol = Color.lightGray;
 346         }
 347
 348         if (b.at2.resName.equalsIgnoreCase("ASP")
 349                 || b.at2.resName.equalsIgnoreCase("GLU"))
 350         {
 351           b.endCol = Color.red;
 352         }
 353         else if (b.at2.resName.equalsIgnoreCase("LYS")
 354                 || b.at2.resName.equalsIgnoreCase("ARG"))
 355         {
 356           b.endCol = Color.blue;
 357         }
 358         else if (b.at2.resName.equalsIgnoreCase("CYS"))
 359         {
 360           b.endCol = Color.yellow;
 361         }
 362         else
 363         {
 364           b.endCol = Color.lightGray;
 365         }
 366       } catch (Exception e)
 367       {
 368         Bond b = (Bond) bonds.elementAt(i);
 369         b.startCol = Color.gray;
 370         b.endCol = Color.gray;
 371       }
 372     }
 373   }
 374
 375   public void setChainColours(jalview.schemes.ColourSchemeI cs)
 376   {
 377     Bond b;
 378     int index;
 379     for (int i = 0; i < bonds.size(); i++)
 380     {
 381       try
 382       {
 383         b = (Bond) bonds.elementAt(i);
 384
 385         index = ((Integer) ResidueProperties.aa3Hash.get(b.at1.resName))
 386                 .intValue();
 387         b.startCol = cs.findColour(ResidueProperties.aa[index].charAt(0));
 388
 389         index = ((Integer) ResidueProperties.aa3Hash.get(b.at2.resName))
 390                 .intValue();
 391         b.endCol = cs.findColour(ResidueProperties.aa[index].charAt(0));
 392
 393       } catch (Exception e)
 394       {
 395         b = (Bond) bonds.elementAt(i);
 396         b.startCol = Color.gray;
 397         b.endCol = Color.gray;
 398       }
 399     }
 400   }
 401
 402   public void setChainColours(Color col)
 403   {
 404     for (int i = 0; i < bonds.size(); i++)
 405     {
 406       Bond tmp = (Bond) bonds.elementAt(i);
 407       tmp.startCol = col;
 408       tmp.endCol = col;
 409     }
 410   }
 411
 412   public AlignmentAnnotation[] transferResidueAnnotation(SequenceI seq,
 413           String status)
 414   {
 415     AlignmentAnnotation[] transferred = null;
 416
 417     return transferred;
 418
 419   }
 420
 421   /**
 422    * copy any sequence annotation onto the sequence mapped using the provided
 423    * StructureMapping
 424    *
 425    * @param mapping
 426    */
 427   public void transferResidueAnnotation(StructureMapping mapping)
 428   {
 429     SequenceI sq = mapping.getSequence();
 430     if (sq != null)
 431     {
 432       if (sequence != null && sequence.getAnnotation() != null)
 433       {
 434
 435       }
 436       float min = -1, max = 0;
 437       Annotation[] an = new Annotation[sq.getEnd() - sq.getStart() + 1];
 438       for (int i = sq.getStart(), j = sq.getEnd(), k = 0; i <= j; i++, k++)
 439       {
 440         int prn = mapping.getPDBResNum(k + 1);
 441
 442         an[k] = new Annotation((float) prn);
 443         if (min == -1)
 444         {
 445           min = k;
 446           max = k;
 447         }
 448         else
 449         {
 450           if (min > k)
 451           {
 452             min = k;
 453           }
 454           else if (max < k)
 455           {
 456             max = k;
 457           }
 458         }
 459       }
 460       sq
 461               .addAlignmentAnnotation(new AlignmentAnnotation("PDB.RESNUM",
 462                       "PDB Residue Numbering for " + this.pdbid + ":"
 463                               + this.id, an, (float) min, (float) max,
 464                       AlignmentAnnotation.LINE_GRAPH));
 465     }
 466   }
 467 }