src/MCview/PDBfile.java

   1 /*
   2  * Jalview - A Sequence Alignment Editor and Viewer (Version 2.8)
   3  * Copyright (C) 2012 J Procter, AM Waterhouse, LM Lui, J Engelhardt, G Barton, M Clamp, S Searle
   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 of the License, or (at your option) any later version.
  10  *
  11  * Jalview is distributed in the hope that it will be useful, but
  12  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty
  13  * of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR
  14  * PURPOSE.  See the GNU General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU General Public License along with Jalview.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  17  */
  18 package MCview;
  19
  20 import java.io.*;
  21 import java.util.*;
  22
  23 import java.awt.*;
  24
  25 import javax.xml.parsers.ParserConfigurationException;
  26
  27 import org.xml.sax.SAXException;
  28
  29 import fr.orsay.lri.varna.exceptions.ExceptionFileFormatOrSyntax;
  30 import fr.orsay.lri.varna.exceptions.ExceptionLoadingFailed;
  31 import fr.orsay.lri.varna.exceptions.ExceptionPermissionDenied;
  32 import fr.orsay.lri.varna.exceptions.ExceptionUnmatchedClosingParentheses;
  33
  34 import jalview.analysis.AlignSeq;
  35 import jalview.datamodel.*;
  36 import jalview.io.FileParse;
  37 import jalview.ws.jws1.Annotate3D;
  38
  39 public class PDBfile extends jalview.io.AlignFile
  40 {
  41   public Vector chains;
  42
  43   public String id;
  44
  45   /**
  46    * set to true to add chain alignment annotation as visible annotation.
  47    */
  48   boolean VisibleChainAnnotation = false;
  49
  50   public PDBfile(String inFile, String inType) throws IOException, ExceptionFileFormatOrSyntax, ParserConfigurationException, SAXException, ExceptionPermissionDenied, ExceptionLoadingFailed, InterruptedException, ExceptionUnmatchedClosingParentheses
  51   {
  52     super(inFile, inType);
  53   }
  54
  55   public PDBfile(FileParse source) throws IOException, ExceptionFileFormatOrSyntax, ParserConfigurationException, SAXException, ExceptionPermissionDenied, ExceptionLoadingFailed, InterruptedException, ExceptionUnmatchedClosingParentheses
  56   {
  57     super(source);
  58   }
  59
  60   public String print()
  61   {
  62     return null;
  63   }
  64
  65   public void parse() throws IOException, ExceptionFileFormatOrSyntax, ParserConfigurationException, SAXException, ExceptionPermissionDenied, ExceptionLoadingFailed, InterruptedException
  66   {
  67     // TODO set the filename sensibly - try using data source name.
  68     id = safeName(getDataName());
  69
  70     chains = new Vector();
  71     ArrayList<SequenceI> rna=new ArrayList<SequenceI>(), prot=new ArrayList<SequenceI>();
  72     PDBChain tmpchain;
  73     String line = null;
  74     boolean modelFlag = false;
  75     boolean terFlag = false;
  76     String lastID = "";
  77
  78     int index = 0;
  79     String atomnam = null;
  80     try
  81     {
  82       while ((line = nextLine()) != null)
  83       {
  84         if (line.indexOf("HEADER") == 0)
  85         {
  86           if (line.length() > 62)
  87           {
  88             String tid;
  89             if (line.length() > 67)
  90             {
  91               tid = line.substring(62, 67).trim();
  92             }
  93             else
  94             {
  95               tid = line.substring(62).trim();
  96             }
  97             if (tid.length() > 0)
  98             {
  99               id = tid;
 100             }
 101             continue;
 102           }
 103         }
 104         // Were we to do anything with SEQRES - we start it here
 105         if (line.indexOf("SEQRES") == 0)
 106         {
 107         }
 108
 109         if (line.indexOf("MODEL") == 0)
 110         {
 111           modelFlag = true;
 112         }
 113
 114         if (line.indexOf("TER") == 0)
 115         {
 116           terFlag = true;
 117         }
 118
 119         if (modelFlag && line.indexOf("ENDMDL") == 0)
 120         {
 121           break;
 122         }
 123         if (line.indexOf("ATOM") == 0
 124                 || (line.indexOf("HETATM") == 0 && !terFlag))
 125         {
 126           terFlag = false;
 127
 128           // Jalview is only interested in CA bonds????
 129           atomnam = line.substring(12, 15).trim();
 130           if (!atomnam.equals("CA") && !atomnam.equals("P"))
 131           {
 132             continue;
 133           }
 134
 135           Atom tmpatom = new Atom(line);
 136           tmpchain = findChain(tmpatom.chain);
 137           if (tmpchain != null)
 138           {
 139             if (tmpatom.resNumIns.trim().equals(lastID))
 140             {
 141               // phosphorylated protein - seen both CA and P..
 142               continue;
 143             }
 144             tmpchain.atoms.addElement(tmpatom);
 145           }
 146           else
 147           {
 148             tmpchain = new PDBChain(id, tmpatom.chain);
 149             chains.addElement(tmpchain);
 150             tmpchain.atoms.addElement(tmpatom);
 151           }
 152           lastID = tmpatom.resNumIns.trim();
 153         }
 154         index++;
 155       }
 156
 157       makeResidueList();
 158       makeCaBondList();
 159
 160       if (id == null)
 161       {
 162         id = inFile.getName();
 163       }
 164       for (int i = 0; i < chains.size(); i++)
 165       {
 166         SequenceI dataset = ((PDBChain) chains.elementAt(i)).sequence;
 167         dataset.setName(id + "|" + dataset.getName());
 168         PDBEntry entry = new PDBEntry();
 169         entry.setId(id);
 170         entry.setProperty(new Hashtable());
 171         entry.getProperty().put("CHAIN", ((PDBChain)chains.elementAt(i)).id);
 172         if (inFile != null)
 173         {
 174           entry.setFile(inFile.getAbsolutePath());
 175         }
 176         else
 177         {
 178           // TODO: decide if we should dump the datasource to disk
 179           entry.setFile(getDataName());
 180         }
 181         dataset.addPDBId(entry);
 182         SequenceI chainseq = dataset.deriveSequence(); // PDBChain objects
 183         // maintain reference to
 184         // dataset
 185         seqs.addElement(chainseq);
 186        if(isRNA(chainseq)==true)
 187        {
 188          rna.add(chainseq);
 189        } else {
 190          prot.add(chainseq);
 191        }
 192
 193         AlignmentAnnotation[] chainannot = chainseq.getAnnotation();
 194
 195         if (chainannot != null)
 196         {
 197           for (int ai = 0; ai < chainannot.length; ai++)
 198           {
 199
 200             chainannot[ai].visible = VisibleChainAnnotation;
 201             annotations.addElement(chainannot[ai]);
 202           }
 203         }
 204       }
 205       if (rna.size()>0)
 206       try {
 207         processPdbFileWithAnnotate3d(rna);
 208       } catch (Exception x)
 209       {
 210         System.err.println("Exceptions when dealing with RNA in pdb file");
 211         x.printStackTrace();
 212
 213       };
 214       if (prot.size()>0)
 215       try {
 216         processPdbFileWithJmol(prot);
 217       } catch (Exception x)
 218       {
 219         System.err.println("Exceptions when dealing with RNA in pdb file");
 220         x.printStackTrace();
 221
 222       };
 223     } catch (OutOfMemoryError er)
 224     {
 225       System.out.println("OUT OF MEMORY LOADING PDB FILE");
 226       throw new IOException("Out of memory loading PDB File");
 227     } catch (NumberFormatException ex)
 228     {
 229       if (line != null)
 230       {
 231         System.err.println("Couldn't read number from line:");
 232         System.err.println(line);
 233       }
 234     }
 235   }
 236   private void processPdbFileWithJmol(ArrayList<SequenceI> prot) throws Exception
 237   {
 238     // process prot sequence with Jmol to get annotated alignment.
 239     // replaceMatchingSeqsWith(prot, al, AlignSeq.PEP);
 240   }
 241   private void processPdbFileWithAnnotate3d(ArrayList<SequenceI> rna) throws Exception {
 242 //    System.out.println("this is a PDB format and RNA sequence");
 243     Annotate3D an3d = new Annotate3D();
 244     AlignmentI al = an3d.getRNAMLFor(new FileParse(getDataName(),type));
 245     replaceMatchingSeqsWith(rna, al, AlignSeq.DNA);
 246   }
 247   private void replaceMatchingSeqsWith(ArrayList<SequenceI> ochains, AlignmentI al, String dnaOrProtein)
 248   {
 249     if (al!=null && al.getHeight()>0)
 250     {
 251       ArrayList<SequenceI> matches=new ArrayList<SequenceI>();
 252       ArrayList<AlignSeq> aligns=new ArrayList<AlignSeq>();
 253
 254       for (SequenceI sq:ochains)
 255       {
 256         SequenceI bestm=null;
 257         AlignSeq bestaseq=null;
 258         int bestscore=0;
 259         for (SequenceI msq:al.getSequences())
 260         {
 261           AlignSeq aseq = AlignSeq.doGlobalNWAlignment(msq, sq, dnaOrProtein);
 262           if (bestm==null || aseq.getMaxScore()>bestscore)
 263           {
 264             bestscore=aseq.getMaxScore();
 265             bestaseq= aseq;
 266             bestm=msq;
 267           }
 268         }
 269         System.out.println("Best Score for "+(matches.size()+1)+" :"+bestscore);
 270         matches.add(bestm);
 271         aligns.add(bestaseq);
 272         al.deleteSequence(bestm);
 273       }
 274       for (int p=0,pSize=seqs.size();p<pSize;p++)
 275       {
 276         SequenceI sq,sp=seqs.get(p);
 277         int q;
 278         if ((q=ochains.indexOf(sp))>-1)
 279         {
 280           seqs.set(p, sq=matches.get(q));
 281           sq.setName(sp.getName());
 282           sq.setDescription(sp.getDescription());
 283           sq.transferAnnotation(sp, aligns.get(q).getMappingFromS1(false));
 284           int inspos=-1;
 285           for (int ap=0;ap<annotations.size();)
 286           {
 287             if (((AlignmentAnnotation)annotations.get(ap)).sequenceRef==sp) {
 288               if (inspos==-1)
 289               {
 290                 inspos=ap;
 291               }
 292               annotations.remove(ap);
 293             } else {
 294               ap++;
 295             }
 296           }
 297           annotations.addAll(inspos, Arrays.asList(sq.getAnnotation()));
 298         }
 299       }
 300     }
 301   }
 302   /**
 303    * make a friendly ID string.
 304    *
 305    * @param dataName
 306    * @return truncated dataName to after last '/'
 307    */
 308   private String safeName(String dataName)
 309   {
 310     int p = 0;
 311     while ((p = dataName.indexOf("/")) > -1 && p < dataName.length())
 312     {
 313       dataName = dataName.substring(p + 1);
 314     }
 315     return dataName;
 316   }
 317
 318   public void makeResidueList()
 319   {
 320     for (int i = 0; i < chains.size(); i++)
 321     {
 322       ((PDBChain) chains.elementAt(i)).makeResidueList();
 323     }
 324   }
 325
 326   public void makeCaBondList()
 327   {
 328     for (int i = 0; i < chains.size(); i++)
 329     {
 330       ((PDBChain) chains.elementAt(i)).makeCaBondList();
 331     }
 332   }
 333
 334   public PDBChain findChain(String id)
 335   {
 336     for (int i = 0; i < chains.size(); i++)
 337     {
 338       if (((PDBChain) chains.elementAt(i)).id.equals(id))
 339       {
 340         return (PDBChain) chains.elementAt(i);
 341       }
 342     }
 343
 344     return null;
 345   }
 346
 347   public void setChargeColours()
 348   {
 349     for (int i = 0; i < chains.size(); i++)
 350     {
 351       ((PDBChain) chains.elementAt(i)).setChargeColours();
 352     }
 353   }
 354
 355   public void setColours(jalview.schemes.ColourSchemeI cs)
 356   {
 357     for (int i = 0; i < chains.size(); i++)
 358     {
 359       ((PDBChain) chains.elementAt(i)).setChainColours(cs);
 360     }
 361   }
 362
 363   public void setChainColours()
 364   {
 365     for (int i = 0; i < chains.size(); i++)
 366     {
 367       ((PDBChain) chains.elementAt(i)).setChainColours(Color.getHSBColor(
 368               1.0f / (float) i, .4f, 1.0f));
 369     }
 370   }
 371   public boolean isRNA(SequenceI seqs)
 372   {
 373           for (int i=0;i<seqs.getLength();i++){
 374                   if((seqs.getCharAt(i)!='A') &&(seqs.getCharAt(i)!='C')&&(seqs.getCharAt(i)!='G')&&(seqs.getCharAt(i)!='U'))
 375                   {
 376                           return false;
 377                   }
 378           }
 379
 380                   return true;
 381
 382
 383   }
 384 }