src/jalview/ws/sifts/SiftsClient.java

   1 /*
   2  * Jalview - A Sequence Alignment Editor and Viewer ($$Version-Rel$$)
   3  * Copyright (C) $$Year-Rel$$ The Jalview Authors
   4  *
   5  * This file is part of Jalview.
   6  *
   7  * Jalview is free software: you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU General Public License
   9  * as published by the Free Software Foundation, either version 3
  10  * of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * Jalview is distributed in the hope that it will be useful, but
  13  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty
  14  * of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR
  15  * PURPOSE.  See the GNU General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  18  * along with Jalview.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  19  * The Jalview Authors are detailed in the 'AUTHORS' file.
  20  */
  21 package jalview.ws.sifts;
  22
  23 import jalview.analysis.AlignSeq;
  24 import jalview.api.DBRefEntryI;
  25 import jalview.api.SiftsClientI;
  26 import jalview.datamodel.DBRefEntry;
  27 import jalview.datamodel.DBRefSource;
  28 import jalview.datamodel.SequenceI;
  29 import jalview.io.StructureFile;
  30 import jalview.schemes.ResidueProperties;
  31 import jalview.structure.StructureMapping;
  32 import jalview.util.DBRefUtils;
  33 import jalview.util.Format;
  34 import jalview.xml.binding.sifts.Entry;
  35 import jalview.xml.binding.sifts.Entry.Entity;
  36 import jalview.xml.binding.sifts.Entry.Entity.Segment;
  37 import jalview.xml.binding.sifts.Entry.Entity.Segment.ListMapRegion.MapRegion;
  38 import jalview.xml.binding.sifts.Entry.Entity.Segment.ListResidue.Residue;
  39 import jalview.xml.binding.sifts.Entry.Entity.Segment.ListResidue.Residue.CrossRefDb;
  40 import jalview.xml.binding.sifts.Entry.Entity.Segment.ListResidue.Residue.ResidueDetail;
  41
  42 import java.io.File;
  43 import java.io.FileInputStream;
  44 import java.io.FileOutputStream;
  45 import java.io.IOException;
  46 import java.io.InputStream;
  47 import java.io.PrintStream;
  48 import java.net.URL;
  49 import java.net.URLConnection;
  50 import java.nio.file.Files;
  51 import java.nio.file.Path;
  52 import java.nio.file.attribute.BasicFileAttributes;
  53 import java.util.ArrayList;
  54 import java.util.Arrays;
  55 import java.util.Collection;
  56 import java.util.Collections;
  57 import java.util.Date;
  58 import java.util.HashMap;
  59 import java.util.HashSet;
  60 import java.util.List;
  61 import java.util.Map;
  62 import java.util.Set;
  63 import java.util.TreeMap;
  64 import java.util.zip.GZIPInputStream;
  65
  66 import javax.xml.bind.JAXBContext;
  67 import javax.xml.bind.Unmarshaller;
  68 import javax.xml.stream.XMLInputFactory;
  69 import javax.xml.stream.XMLStreamReader;
  70
  71 import MCview.Atom;
  72 import MCview.PDBChain;
  73
  74 public class SiftsClient implements SiftsClientI
  75 {
  76   private Entry siftsEntry;
  77
  78   private StructureFile pdb;
  79
  80   private String pdbId;
  81
  82   private String structId;
  83
  84   private CoordinateSys seqCoordSys = CoordinateSys.UNIPROT;
  85
  86   private static final int BUFFER_SIZE = 4096;
  87
  88   public static final int UNASSIGNED = -1;
  89
  90   private static final int PDB_RES_POS = 0;
  91
  92   private static final int PDB_ATOM_POS = 1;
  93
  94   private static final String NOT_OBSERVED = "Not_Observed";
  95
  96   private static final String SIFTS_FTP_BASE_URL = "http://ftp.ebi.ac.uk/pub/databases/msd/sifts/xml/";
  97
  98   private final static String NEWLINE = System.lineSeparator();
  99
 100   private String curSourceDBRef;
 101
 102   private HashSet<String> curDBRefAccessionIdsString;
 103
 104   private enum CoordinateSys
 105   {
 106     UNIPROT("UniProt"), PDB("PDBresnum"), PDBe("PDBe");
 107     private String name;
 108
 109     private CoordinateSys(String name)
 110     {
 111       this.name = name;
 112     }
 113
 114     public String getName()
 115     {
 116       return name;
 117     }
 118   };
 119
 120   private enum ResidueDetailType
 121   {
 122     NAME_SEC_STRUCTURE("nameSecondaryStructure"), CODE_SEC_STRUCTURE(
 123             "codeSecondaryStructure"), ANNOTATION("Annotation");
 124     private String code;
 125
 126     private ResidueDetailType(String code)
 127     {
 128       this.code = code;
 129     }
 130
 131     public String getCode()
 132     {
 133       return code;
 134     }
 135   };
 136
 137   /**
 138    * Fetch SIFTs file for the given PDBfile and construct an instance of
 139    * SiftsClient
 140    *
 141    * @param pdbId
 142    * @throws SiftsException
 143    */
 144   public SiftsClient(StructureFile pdb) throws SiftsException
 145   {
 146     this.pdb = pdb;
 147     this.pdbId = pdb.getId();
 148     File siftsFile = getSiftsFile(pdbId);
 149     siftsEntry = parseSIFTs(siftsFile);
 150   }
 151
 152   /**
 153    * Parse the given SIFTs File and return a JAXB POJO of parsed data
 154    *
 155    * @param siftFile
 156    *          - the GZipped SIFTs XML file to parse
 157    * @return
 158    * @throws Exception
 159    *           if a problem occurs while parsing the SIFTs XML
 160    */
 161   private Entry parseSIFTs(File siftFile) throws SiftsException
 162   {
 163     try (InputStream in = new FileInputStream(siftFile);
 164             GZIPInputStream gzis = new GZIPInputStream(in);)
 165     {
 166       // System.out.println("File : " + siftFile.getAbsolutePath());
 167       JAXBContext jc = JAXBContext.newInstance("jalview.xml.binding.sifts");
 168       XMLStreamReader streamReader = XMLInputFactory.newInstance()
 169               .createXMLStreamReader(gzis);
 170       Unmarshaller um = jc.createUnmarshaller();
 171       return (Entry) um.unmarshal(streamReader);
 172     } catch (Exception e)
 173     {
 174       e.printStackTrace();
 175       throw new SiftsException(e.getMessage());
 176     }
 177   }
 178
 179   /**
 180    * Get a SIFTs XML file for a given PDB Id from Cache or download from FTP
 181    * repository if not found in cache
 182    *
 183    * @param pdbId
 184    * @return SIFTs XML file
 185    * @throws SiftsException
 186    */
 187   public static File getSiftsFile(String pdbId) throws SiftsException
 188   {
 189     String siftsFileName = SiftsSettings.getSiftDownloadDirectory()
 190             + pdbId.toLowerCase() + ".xml.gz";
 191     File siftsFile = new File(siftsFileName);
 192     if (siftsFile.exists())
 193     {
 194       // The line below is required for unit testing... don't comment it out!!!
 195       System.out.println(">>> SIFTS File already downloaded for " + pdbId);
 196
 197       if (isFileOlderThanThreshold(siftsFile,
 198               SiftsSettings.getCacheThresholdInDays()))
 199       {
 200         File oldSiftsFile = new File(siftsFileName + "_old");
 201         siftsFile.renameTo(oldSiftsFile);
 202         try
 203         {
 204           siftsFile = downloadSiftsFile(pdbId.toLowerCase());
 205           oldSiftsFile.delete();
 206           return siftsFile;
 207         } catch (IOException e)
 208         {
 209           e.printStackTrace();
 210           oldSiftsFile.renameTo(siftsFile);
 211           return new File(siftsFileName);
 212         }
 213       }
 214     }
 215     try
 216     {
 217       siftsFile = downloadSiftsFile(pdbId.toLowerCase());
 218     } catch (IOException e)
 219     {
 220       throw new SiftsException(e.getMessage());
 221     }
 222     return siftsFile;
 223   }
 224
 225   /**
 226    * This method enables checking if a cached file has exceeded a certain
 227    * threshold(in days)
 228    *
 229    * @param file
 230    *          the cached file
 231    * @param noOfDays
 232    *          the threshold in days
 233    * @return
 234    */
 235   public static boolean isFileOlderThanThreshold(File file, int noOfDays)
 236   {
 237     Path filePath = file.toPath();
 238     BasicFileAttributes attr;
 239     int diffInDays = 0;
 240     try
 241     {
 242       attr = Files.readAttributes(filePath, BasicFileAttributes.class);
 243       diffInDays = (int) ((new Date().getTime() - attr.lastModifiedTime()
 244               .toMillis()) / (1000 * 60 * 60 * 24));
 245       // System.out.println("Diff in days : " + diffInDays);
 246     } catch (IOException e)
 247     {
 248       e.printStackTrace();
 249     }
 250     return noOfDays <= diffInDays;
 251   }
 252
 253   /**
 254    * Download a SIFTs XML file for a given PDB Id from an FTP repository
 255    *
 256    * @param pdbId
 257    * @return downloaded SIFTs XML file
 258    * @throws SiftsException
 259    * @throws IOException
 260    */
 261   public static File downloadSiftsFile(String pdbId) throws SiftsException,
 262           IOException
 263   {
 264     if (pdbId.contains(".cif"))
 265     {
 266       pdbId = pdbId.replace(".cif", "");
 267     }
 268     String siftFile = pdbId + ".xml.gz";
 269     String siftsFileFTPURL = SIFTS_FTP_BASE_URL + siftFile;
 270     String downloadedSiftsFile = SiftsSettings.getSiftDownloadDirectory()
 271             + siftFile;
 272     File siftsDownloadDir = new File(
 273             SiftsSettings.getSiftDownloadDirectory());
 274     if (!siftsDownloadDir.exists())
 275     {
 276       siftsDownloadDir.mkdirs();
 277     }
 278     // System.out.println(">> Download ftp url : " + siftsFileFTPURL);
 279     URL url = new URL(siftsFileFTPURL);
 280     URLConnection conn = url.openConnection();
 281     InputStream inputStream = conn.getInputStream();
 282     FileOutputStream outputStream = new FileOutputStream(
 283             downloadedSiftsFile);
 284     byte[] buffer = new byte[BUFFER_SIZE];
 285     int bytesRead = -1;
 286     while ((bytesRead = inputStream.read(buffer)) != -1)
 287     {
 288       outputStream.write(buffer, 0, bytesRead);
 289     }
 290     outputStream.close();
 291     inputStream.close();
 292     // System.out.println(">>> File downloaded : " + downloadedSiftsFile);
 293     return new File(downloadedSiftsFile);
 294   }
 295
 296   /**
 297    * Delete the SIFTs file for the given PDB Id in the local SIFTs download
 298    * directory
 299    *
 300    * @param pdbId
 301    * @return true if the file was deleted or doesn't exist
 302    */
 303   public static boolean deleteSiftsFileByPDBId(String pdbId)
 304   {
 305     File siftsFile = new File(SiftsSettings.getSiftDownloadDirectory()
 306             + pdbId.toLowerCase() + ".xml.gz");
 307     if (siftsFile.exists())
 308     {
 309       return siftsFile.delete();
 310     }
 311     return true;
 312   }
 313
 314   /**
 315    * Get a valid SIFTs DBRef for the given sequence current SIFTs entry
 316    *
 317    * @param seq
 318    *          - the target sequence for the operation
 319    * @return a valid DBRefEntry that is SIFTs compatible
 320    * @throws Exception
 321    *           if no valid source DBRefEntry was found for the given sequences
 322    */
 323   public DBRefEntryI getValidSourceDBRef(SequenceI seq)
 324           throws SiftsException
 325   {
 326     List<DBRefEntry> dbRefs = seq.getPrimaryDBRefs();
 327     if (dbRefs == null || dbRefs.size() < 1)
 328     {
 329       throw new SiftsException(
 330               "Source DBRef could not be determined. DBRefs might not have been retrieved.");
 331     }
 332
 333     for (DBRefEntry dbRef : dbRefs)
 334     {
 335       if (dbRef == null || dbRef.getAccessionId() == null
 336               || dbRef.getSource() == null)
 337       {
 338         continue;
 339       }
 340       String canonicalSource = DBRefUtils.getCanonicalName(dbRef
 341               .getSource());
 342       if (isValidDBRefEntry(dbRef)
 343               && (canonicalSource.equalsIgnoreCase(DBRefSource.UNIPROT) || canonicalSource
 344                       .equalsIgnoreCase(DBRefSource.PDB)))
 345       {
 346         return dbRef;
 347       }
 348     }
 349     throw new SiftsException("Could not get source DB Ref");
 350   }
 351
 352   /**
 353    * Check that the DBRef Entry is properly populated and is available in this
 354    * SiftClient instance
 355    *
 356    * @param entry
 357    *          - DBRefEntry to validate
 358    * @return true validation is successful otherwise false is returned.
 359    */
 360   boolean isValidDBRefEntry(DBRefEntryI entry)
 361   {
 362     return entry != null && entry.getAccessionId() != null
 363             && isFoundInSiftsEntry(entry.getAccessionId());
 364   }
 365
 366   @Override
 367   public HashSet<String> getAllMappingAccession()
 368   {
 369     HashSet<String> accessions = new HashSet<String>();
 370     List<Entity> entities = siftsEntry.getEntity();
 371     for (Entity entity : entities)
 372     {
 373       List<Segment> segments = entity.getSegment();
 374       for (Segment segment : segments)
 375       {
 376         List<MapRegion> mapRegions = segment.getListMapRegion()
 377                 .getMapRegion();
 378         for (MapRegion mapRegion : mapRegions)
 379         {
 380           accessions
 381                   .add(mapRegion.getDb().getDbAccessionId().toLowerCase());
 382         }
 383       }
 384     }
 385     return accessions;
 386   }
 387
 388   @Override
 389   public StructureMapping getSiftsStructureMapping(SequenceI seq,
 390           String pdbFile, String chain) throws SiftsException
 391   {
 392     structId = (chain == null) ? pdbId : pdbId + "|" + chain;
 393     System.out.println("Getting SIFTS mapping for " + structId + ": seq "
 394             + seq.getName());
 395
 396     final StringBuilder mappingDetails = new StringBuilder(128);
 397     PrintStream ps = new PrintStream(System.out)
 398     {
 399       @Override
 400       public void print(String x)
 401       {
 402         mappingDetails.append(x);
 403       }
 404
 405       @Override
 406       public void println()
 407       {
 408         mappingDetails.append(NEWLINE);
 409       }
 410     };
 411     HashMap<Integer, int[]> mapping = getGreedyMapping(chain, seq, ps);
 412
 413     String mappingOutput = mappingDetails.toString();
 414     StructureMapping siftsMapping = new StructureMapping(seq, pdbFile,
 415             pdbId, chain, mapping, mappingOutput);
 416     return siftsMapping;
 417   }
 418
 419   @Override
 420   public HashMap<Integer, int[]> getGreedyMapping(String entityId,
 421           SequenceI seq, java.io.PrintStream os) throws SiftsException
 422   {
 423     List<Integer> omitNonObserved = new ArrayList<Integer>();
 424     int nonObservedShiftIndex = 0;
 425     // System.out.println("Generating mappings for : " + entityId);
 426     Entity entity = null;
 427     entity = getEntityById(entityId);
 428     String originalSeq = AlignSeq.extractGaps(
 429             jalview.util.Comparison.GapChars, seq.getSequenceAsString());
 430     HashMap<Integer, int[]> mapping = new HashMap<Integer, int[]>();
 431     DBRefEntryI sourceDBRef;
 432     sourceDBRef = getValidSourceDBRef(seq);
 433     // TODO ensure sequence start/end is in the same coordinate system and
 434     // consistent with the choosen sourceDBRef
 435
 436     // set sequence coordinate system - default value is UniProt
 437     if (sourceDBRef.getSource().equalsIgnoreCase(DBRefSource.PDB))
 438     {
 439       seqCoordSys = CoordinateSys.PDB;
 440     }
 441
 442     HashSet<String> dbRefAccessionIdsString = new HashSet<String>();
 443     for (DBRefEntry dbref : seq.getDBRefs())
 444     {
 445       dbRefAccessionIdsString.add(dbref.getAccessionId().toLowerCase());
 446     }
 447     dbRefAccessionIdsString.add(sourceDBRef.getAccessionId().toLowerCase());
 448
 449     curDBRefAccessionIdsString = dbRefAccessionIdsString;
 450     curSourceDBRef = sourceDBRef.getAccessionId();
 451
 452     TreeMap<Integer, String> resNumMap = new TreeMap<Integer, String>();
 453     List<Segment> segments = entity.getSegment();
 454     SegmentHelperPojo shp = new SegmentHelperPojo(seq, mapping, resNumMap,
 455             omitNonObserved, nonObservedShiftIndex);
 456     processSegments(segments, shp);
 457     try
 458     {
 459       populateAtomPositions(entityId, mapping);
 460     } catch (Exception e)
 461     {
 462       e.printStackTrace();
 463     }
 464     if (seqCoordSys == CoordinateSys.UNIPROT)
 465     {
 466       padWithGaps(resNumMap, omitNonObserved);
 467     }
 468     int seqStart = UNASSIGNED;
 469     int seqEnd = UNASSIGNED;
 470     int pdbStart = UNASSIGNED;
 471     int pdbEnd = UNASSIGNED;
 472
 473     if (mapping.isEmpty())
 474     {
 475       throw new SiftsException(
 476               "SIFTS mapping failed - falling back on Needleman-Wunsch");
 477     }
 478
 479     Integer[] keys = mapping.keySet().toArray(new Integer[0]);
 480     Arrays.sort(keys);
 481     seqStart = keys[0];
 482     seqEnd = keys[keys.length - 1];
 483
 484     String matchedSeq = originalSeq;
 485     if (seqStart != UNASSIGNED)
 486     {
 487       pdbStart = mapping.get(seqStart)[PDB_RES_POS];
 488       pdbEnd = mapping.get(seqEnd)[PDB_RES_POS];
 489       int orignalSeqStart = seq.getStart();
 490       if (orignalSeqStart >= 1)
 491       {
 492         int subSeqStart = (seqStart >= orignalSeqStart) ? seqStart
 493                 - orignalSeqStart : 0;
 494         int subSeqEnd = seqEnd - (orignalSeqStart - 1);
 495         subSeqEnd = originalSeq.length() < subSeqEnd ? originalSeq.length()
 496                 : subSeqEnd;
 497         matchedSeq = originalSeq.substring(subSeqStart, subSeqEnd);
 498       }
 499       else
 500       {
 501         matchedSeq = originalSeq.substring(1, originalSeq.length());
 502       }
 503     }
 504
 505     StringBuilder targetStrucSeqs = new StringBuilder();
 506     for (String res : resNumMap.values())
 507     {
 508       targetStrucSeqs.append(res);
 509     }
 510
 511     if (os != null)
 512     {
 513       MappingOutputPojo mop = new MappingOutputPojo();
 514       mop.setSeqStart(pdbStart);
 515       mop.setSeqEnd(pdbEnd);
 516       mop.setSeqName(seq.getName());
 517       mop.setSeqResidue(matchedSeq);
 518
 519       mop.setStrStart(seqStart);
 520       mop.setStrEnd(seqEnd);
 521       mop.setStrName(structId);
 522       mop.setStrResidue(targetStrucSeqs.toString());
 523
 524       mop.setType("pep");
 525       os.print(getMappingOutput(mop).toString());
 526       os.println();
 527     }
 528     return mapping;
 529   }
 530
 531   void processSegments(List<Segment> segments, SegmentHelperPojo shp)
 532   {
 533     SequenceI seq = shp.getSeq();
 534     HashMap<Integer, int[]> mapping = shp.getMapping();
 535     TreeMap<Integer, String> resNumMap = shp.getResNumMap();
 536     List<Integer> omitNonObserved = shp.getOmitNonObserved();
 537     int nonObservedShiftIndex = shp.getNonObservedShiftIndex();
 538     for (Segment segment : segments)
 539     {
 540       // System.out.println("Mapping segments : " + segment.getSegId() + "\\"s
 541       // + segStartEnd);
 542       List<Residue> residues = segment.getListResidue().getResidue();
 543       for (Residue residue : residues)
 544       {
 545         int currSeqIndex = UNASSIGNED;
 546         List<CrossRefDb> cRefDbs = residue.getCrossRefDb();
 547         CrossRefDb pdbRefDb = null;
 548         for (CrossRefDb cRefDb : cRefDbs)
 549         {
 550           if (cRefDb.getDbSource().equalsIgnoreCase(DBRefSource.PDB))
 551           {
 552             pdbRefDb = cRefDb;
 553           }
 554           if (cRefDb.getDbCoordSys()
 555                   .equalsIgnoreCase(seqCoordSys.getName())
 556                   && isAccessionMatched(cRefDb.getDbAccessionId()))
 557           {
 558             String resNumIndexString = cRefDb.getDbResNum()
 559                     .equalsIgnoreCase("None") ? String.valueOf(UNASSIGNED)
 560                     : cRefDb.getDbResNum();
 561             try
 562             {
 563               currSeqIndex = Integer.valueOf(resNumIndexString);
 564             } catch (NumberFormatException nfe)
 565             {
 566               currSeqIndex = Integer.valueOf(resNumIndexString
 567                       .split("[a-zA-Z]")[0]);
 568               continue;
 569             }
 570             if (pdbRefDb != null)
 571             {
 572               break;// exit loop if pdb and uniprot are already found
 573             }
 574           }
 575         }
 576         if (currSeqIndex == UNASSIGNED)
 577         {
 578           continue;
 579         }
 580         if (currSeqIndex >= seq.getStart() && currSeqIndex <= seq.getEnd())
 581         {
 582           int resNum;
 583           try
 584           {
 585             resNum = (pdbRefDb == null) ? Integer.valueOf(residue
 586                     .getDbResNum()) : Integer.valueOf(pdbRefDb
 587                     .getDbResNum());
 588           } catch (NumberFormatException nfe)
 589           {
 590             resNum = (pdbRefDb == null) ? Integer.valueOf(residue
 591                     .getDbResNum()) : Integer.valueOf(pdbRefDb
 592                     .getDbResNum().split("[a-zA-Z]")[0]);
 593             continue;
 594           }
 595
 596           if (isResidueObserved(residue)
 597                   || seqCoordSys == CoordinateSys.UNIPROT)
 598           {
 599             char resCharCode = ResidueProperties
 600                     .getSingleCharacterCode(ResidueProperties
 601                             .getCanonicalAminoAcid(residue.getDbResName()));
 602             resNumMap.put(currSeqIndex, String.valueOf(resCharCode));
 603           }
 604           else
 605           {
 606             omitNonObserved.add(currSeqIndex);
 607             ++nonObservedShiftIndex;
 608           }
 609           mapping.put(currSeqIndex - nonObservedShiftIndex, new int[] {
 610               Integer.valueOf(resNum), UNASSIGNED });
 611         }
 612       }
 613     }
 614   }
 615
 616   /**
 617    *
 618    * @param chainId
 619    *          Target chain to populate mapping of its atom positions.
 620    * @param mapping
 621    *          Two dimension array of residue index versus atom position
 622    * @throws IllegalArgumentException
 623    *           Thrown if chainId or mapping is null
 624    * @throws SiftsException
 625    */
 626   void populateAtomPositions(String chainId, Map<Integer, int[]> mapping)
 627           throws IllegalArgumentException, SiftsException
 628   {
 629     try
 630     {
 631       PDBChain chain = pdb.findChain(chainId);
 632
 633       if (chain == null || mapping == null)
 634       {
 635         throw new IllegalArgumentException(
 636                 "Chain id or mapping must not be null.");
 637       }
 638       for (int[] map : mapping.values())
 639       {
 640         if (map[PDB_RES_POS] != UNASSIGNED)
 641         {
 642           map[PDB_ATOM_POS] = getAtomIndex(map[PDB_RES_POS], chain.atoms);
 643         }
 644       }
 645     } catch (NullPointerException e)
 646     {
 647       throw new SiftsException(e.getMessage());
 648     } catch (Exception e)
 649     {
 650       throw new SiftsException(e.getMessage());
 651     }
 652   }
 653
 654   /**
 655    *
 656    * @param residueIndex
 657    *          The residue index used for the search
 658    * @param atoms
 659    *          A collection of Atom to search
 660    * @return atom position for the given residue index
 661    */
 662   int getAtomIndex(int residueIndex, Collection<Atom> atoms)
 663   {
 664     if (atoms == null)
 665     {
 666       throw new IllegalArgumentException(
 667               "atoms collection must not be null!");
 668     }
 669     for (Atom atom : atoms)
 670     {
 671       if (atom.resNumber == residueIndex)
 672       {
 673         return atom.atomIndex;
 674       }
 675     }
 676     return UNASSIGNED;
 677   }
 678
 679   /**
 680    * Checks if the residue instance is marked 'Not_observed' or not
 681    *
 682    * @param residue
 683    * @return
 684    */
 685   private boolean isResidueObserved(Residue residue)
 686   {
 687     Set<String> annotations = getResidueAnnotaitons(residue,
 688             ResidueDetailType.ANNOTATION);
 689     if (annotations == null || annotations.isEmpty())
 690     {
 691       return true;
 692     }
 693     for (String annotation : annotations)
 694     {
 695       if (annotation.equalsIgnoreCase(NOT_OBSERVED))
 696       {
 697         return false;
 698       }
 699     }
 700     return true;
 701   }
 702
 703   /**
 704    * Get annotation String for a given residue and annotation type
 705    *
 706    * @param residue
 707    * @param type
 708    * @return
 709    */
 710   private Set<String> getResidueAnnotaitons(Residue residue,
 711           ResidueDetailType type)
 712   {
 713     HashSet<String> foundAnnotations = new HashSet<String>();
 714     List<ResidueDetail> resDetails = residue.getResidueDetail();
 715     for (ResidueDetail resDetail : resDetails)
 716     {
 717       if (resDetail.getProperty().equalsIgnoreCase(type.getCode()))
 718       {
 719         foundAnnotations.add(resDetail.getContent());
 720       }
 721     }
 722     return foundAnnotations;
 723   }
 724
 725   @Override
 726   public boolean isAccessionMatched(String accession)
 727   {
 728     boolean isStrictMatch = true;
 729     return isStrictMatch ? curSourceDBRef.equalsIgnoreCase(accession)
 730             : curDBRefAccessionIdsString.contains(accession.toLowerCase());
 731   }
 732
 733   private boolean isFoundInSiftsEntry(String accessionId)
 734   {
 735     Set<String> siftsDBRefs = getAllMappingAccession();
 736     return accessionId != null
 737             && siftsDBRefs.contains(accessionId.toLowerCase());
 738   }
 739
 740   /**
 741    * Pad omitted residue positions in PDB sequence with gaps
 742    *
 743    * @param resNumMap
 744    */
 745   void padWithGaps(Map<Integer, String> resNumMap,
 746           List<Integer> omitNonObserved)
 747   {
 748     if (resNumMap == null || resNumMap.isEmpty())
 749     {
 750       return;
 751     }
 752     Integer[] keys = resNumMap.keySet().toArray(new Integer[0]);
 753     // Arrays.sort(keys);
 754     int firstIndex = keys[0];
 755     int lastIndex = keys[keys.length - 1];
 756     // System.out.println("Min value " + firstIndex);
 757     // System.out.println("Max value " + lastIndex);
 758     for (int x = firstIndex; x <= lastIndex; x++)
 759     {
 760       if (!resNumMap.containsKey(x) && !omitNonObserved.contains(x))
 761       {
 762         resNumMap.put(x, "-");
 763       }
 764     }
 765   }
 766
 767   @Override
 768   public Entity getEntityById(String id) throws SiftsException
 769   {
 770     // Determines an entity to process by performing a heuristic matching of all
 771     // Entities with the given chainId and choosing the best matching Entity
 772     Entity entity = getEntityByMostOptimalMatchedId(id);
 773     if (entity != null)
 774     {
 775       return entity;
 776     }
 777     throw new SiftsException("Entity " + id + " not found");
 778   }
 779
 780   /**
 781    * This method was added because EntityId is NOT always equal to ChainId.
 782    * Hence, it provides the logic to greedily detect the "true" Entity for a
 783    * given chainId where discrepancies exist.
 784    *
 785    * @param chainId
 786    * @return
 787    */
 788   public Entity getEntityByMostOptimalMatchedId(String chainId)
 789   {
 790     // System.out.println("---> advanced greedy entityId matching block entered..");
 791     List<Entity> entities = siftsEntry.getEntity();
 792     SiftsEntitySortPojo[] sPojo = new SiftsEntitySortPojo[entities.size()];
 793     int count = 0;
 794     for (Entity entity : entities)
 795     {
 796       sPojo[count] = new SiftsEntitySortPojo();
 797       sPojo[count].entityId = entity.getEntityId();
 798
 799       List<Segment> segments = entity.getSegment();
 800       for (Segment segment : segments)
 801       {
 802         List<Residue> residues = segment.getListResidue().getResidue();
 803         for (Residue residue : residues)
 804         {
 805           List<CrossRefDb> cRefDbs = residue.getCrossRefDb();
 806           for (CrossRefDb cRefDb : cRefDbs)
 807           {
 808             if (!cRefDb.getDbSource().equalsIgnoreCase("PDB"))
 809             {
 810               continue;
 811             }
 812             ++sPojo[count].resCount;
 813             if (cRefDb.getDbChainId().equalsIgnoreCase(chainId))
 814             {
 815               ++sPojo[count].chainIdFreq;
 816             }
 817           }
 818         }
 819       }
 820       sPojo[count].pid = (100 * sPojo[count].chainIdFreq)
 821               / sPojo[count].resCount;
 822       ++count;
 823     }
 824     Arrays.sort(sPojo, Collections.reverseOrder());
 825     // System.out.println("highest matched entity : " + sPojo[0].entityId);
 826     // System.out.println("highest matched pid : " + sPojo[0].pid);
 827
 828     if (sPojo[0].entityId != null)
 829     {
 830       for (Entity entity : entities)
 831       {
 832         if (!entity.getEntityId().equalsIgnoreCase(sPojo[0].entityId))
 833         {
 834           continue;
 835         }
 836         return entity;
 837       }
 838     }
 839     return null;
 840   }
 841
 842   private class SiftsEntitySortPojo implements
 843           Comparable<SiftsEntitySortPojo>
 844   {
 845     public String entityId;
 846
 847     public int chainIdFreq;
 848
 849     public int pid;
 850
 851     public int resCount;
 852
 853     @Override
 854     public int compareTo(SiftsEntitySortPojo o)
 855     {
 856       return this.pid - o.pid;
 857     }
 858   }
 859
 860   private class SegmentHelperPojo
 861   {
 862     private SequenceI seq;
 863
 864     private HashMap<Integer, int[]> mapping;
 865
 866     private TreeMap<Integer, String> resNumMap;
 867
 868     private List<Integer> omitNonObserved;
 869
 870     private int nonObservedShiftIndex;
 871
 872     public SegmentHelperPojo(SequenceI seq,
 873             HashMap<Integer, int[]> mapping,
 874             TreeMap<Integer, String> resNumMap,
 875             List<Integer> omitNonObserved, int nonObservedShiftIndex)
 876     {
 877       setSeq(seq);
 878       setMapping(mapping);
 879       setResNumMap(resNumMap);
 880       setOmitNonObserved(omitNonObserved);
 881       setNonObservedShiftIndex(nonObservedShiftIndex);
 882     }
 883
 884     public SequenceI getSeq()
 885     {
 886       return seq;
 887     }
 888
 889     public void setSeq(SequenceI seq)
 890     {
 891       this.seq = seq;
 892     }
 893
 894     public HashMap<Integer, int[]> getMapping()
 895     {
 896       return mapping;
 897     }
 898
 899     public void setMapping(HashMap<Integer, int[]> mapping)
 900     {
 901       this.mapping = mapping;
 902     }
 903
 904     public TreeMap<Integer, String> getResNumMap()
 905     {
 906       return resNumMap;
 907     }
 908
 909     public void setResNumMap(TreeMap<Integer, String> resNumMap)
 910     {
 911       this.resNumMap = resNumMap;
 912     }
 913
 914     public List<Integer> getOmitNonObserved()
 915     {
 916       return omitNonObserved;
 917     }
 918
 919     public void setOmitNonObserved(List<Integer> omitNonObserved)
 920     {
 921       this.omitNonObserved = omitNonObserved;
 922     }
 923
 924     public int getNonObservedShiftIndex()
 925     {
 926       return nonObservedShiftIndex;
 927     }
 928
 929     public void setNonObservedShiftIndex(int nonObservedShiftIndex)
 930     {
 931       this.nonObservedShiftIndex = nonObservedShiftIndex;
 932     }
 933   }
 934
 935   @Override
 936   public StringBuffer getMappingOutput(MappingOutputPojo mp)
 937           throws SiftsException
 938   {
 939     String seqRes = mp.getSeqResidue();
 940     String seqName = mp.getSeqName();
 941     int sStart = mp.getSeqStart();
 942     int sEnd = mp.getSeqEnd();
 943
 944     String strRes = mp.getStrResidue();
 945     String strName = mp.getStrName();
 946     int pdbStart = mp.getStrStart();
 947     int pdbEnd = mp.getStrEnd();
 948
 949     String type = mp.getType();
 950
 951     int maxid = (seqName.length() >= strName.length()) ? seqName.length()
 952             : strName.length();
 953     int len = 72 - maxid - 1;
 954
 955     int nochunks = ((seqRes.length()) / len)
 956             + ((seqRes.length()) % len > 0 ? 1 : 0);
 957     // output mappings
 958     StringBuffer output = new StringBuffer();
 959     output.append(NEWLINE);
 960     output.append("Sequence \u27f7 Structure mapping details").append(
 961             NEWLINE);
 962     output.append("Method: SIFTS");
 963     output.append(NEWLINE).append(NEWLINE);
 964
 965     output.append(new Format("%" + maxid + "s").form(seqName));
 966     output.append(" :  ");
 967     output.append(String.valueOf(sStart));
 968     output.append(" - ");
 969     output.append(String.valueOf(sEnd));
 970     output.append(" Maps to ");
 971     output.append(NEWLINE);
 972     output.append(new Format("%" + maxid + "s").form(structId));
 973     output.append(" :  ");
 974     output.append(String.valueOf(pdbStart));
 975     output.append(" - ");
 976     output.append(String.valueOf(pdbEnd));
 977     output.append(NEWLINE).append(NEWLINE);
 978
 979     int matchedSeqCount = 0;
 980     for (int j = 0; j < nochunks; j++)
 981     {
 982       // Print the first aligned sequence
 983       output.append(new Format("%" + (maxid) + "s").form(seqName)).append(
 984               " ");
 985
 986       for (int i = 0; i < len; i++)
 987       {
 988         if ((i + (j * len)) < seqRes.length())
 989         {
 990           output.append(seqRes.charAt(i + (j * len)));
 991         }
 992       }
 993
 994       output.append(NEWLINE);
 995       output.append(new Format("%" + (maxid) + "s").form(" ")).append(" ");
 996
 997       // Print out the matching chars
 998       for (int i = 0; i < len; i++)
 999       {
1000         try
1001         {
1002           if ((i + (j * len)) < seqRes.length())
1003           {
1004             if (seqRes.charAt(i + (j * len)) == strRes
1005                     .charAt(i + (j * len))
1006                     && !jalview.util.Comparison.isGap(seqRes.charAt(i
1007                             + (j * len))))
1008             {
1009               matchedSeqCount++;
1010               output.append("|");
1011             }
1012             else if (type.equals("pep"))
1013             {
1014               if (ResidueProperties.getPAM250(seqRes.charAt(i + (j * len)),
1015                       strRes.charAt(i + (j * len))) > 0)
1016               {
1017                 output.append(".");
1018               }
1019               else
1020               {
1021                 output.append(" ");
1022               }
1023             }
1024             else
1025             {
1026               output.append(" ");
1027             }
1028           }
1029         } catch (IndexOutOfBoundsException e)
1030         {
1031           continue;
1032         }
1033       }
1034       // Now print the second aligned sequence
1035       output = output.append(NEWLINE);
1036       output = output.append(new Format("%" + (maxid) + "s").form(strName))
1037               .append(" ");
1038       for (int i = 0; i < len; i++)
1039       {
1040         if ((i + (j * len)) < strRes.length())
1041         {
1042           output.append(strRes.charAt(i + (j * len)));
1043         }
1044       }
1045       output.append(NEWLINE).append(NEWLINE);
1046     }
1047     float pid = (float) matchedSeqCount / seqRes.length() * 100;
1048     if (pid < SiftsSettings.getFailSafePIDThreshold())
1049     {
1050       throw new SiftsException(">>> Low PID detected for SIFTs mapping...");
1051     }
1052     output.append("Length of alignment = " + seqRes.length()).append(
1053             NEWLINE);
1054     output.append(new Format("Percentage ID = %2.2f").form(pid));
1055     return output;
1056   }
1057
1058   @Override
1059   public int getEntityCount()
1060   {
1061     return siftsEntry.getEntity().size();
1062   }
1063
1064   @Override
1065   public String getDbAccessionId()
1066   {
1067     return siftsEntry.getDbAccessionId();
1068   }
1069
1070   @Override
1071   public String getDbCoordSys()
1072   {
1073     return siftsEntry.getDbCoordSys();
1074   }
1075
1076   @Override
1077   public String getDbSource()
1078   {
1079     return siftsEntry.getDbSource();
1080   }
1081
1082   @Override
1083   public String getDbVersion()
1084   {
1085     return siftsEntry.getDbVersion();
1086   }
1087
1088 }