src/jalview/schemes/ResidueProperties.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.schemes;
  22
  23 import jalview.analysis.GeneticCodes;
  24
  25 import java.awt.Color;
  26 import java.util.ArrayList;
  27 import java.util.Arrays;
  28 import java.util.Enumeration;
  29 import java.util.HashMap;
  30 import java.util.Hashtable;
  31 import java.util.List;
  32 import java.util.Map;
  33 import java.util.Vector;
  34
  35 public class ResidueProperties
  36 {
  37   // alphabet names used in Hidden Markov Model files
  38   public static final String ALPHABET_RNA = "RNA";
  39
  40   public static final String ALPHABET_DNA = "DNA";
  41
  42   public static final String ALPHABET_AMINO = "amino";
  43
  44   // Stores residue codes/names and colours and other things
  45   public static final int[] aaIndex; // aaHash version 2.1.1 and below
  46
  47   public static final int[] nucleotideIndex;
  48
  49   public static final int[] purinepyrimidineIndex;
  50
  51   public static final Map<String, Integer> aa3Hash = new HashMap<>();
  52
  53   public static final Map<String, String> aa2Triplet = new HashMap<>();
  54
  55   public static final Map<String, String> nucleotideName = new HashMap<>();
  56
  57   // lookup from modified amino acid (e.g. MSE) to canonical form (e.g. MET)
  58   public static final Map<String, String> modifications = new HashMap<>();
  59
  60   // residue background frequencies across different alphabets
  61   public static final Map<String, Map<Character, Float>> backgroundFrequencies = new HashMap<>();
  62
  63   static
  64   {
  65     aaIndex = new int[255];
  66     for (int i = 0; i < 255; i++)
  67     {
  68       aaIndex[i] = 23;
  69     }
  70
  71     aaIndex['A'] = 0;
  72     aaIndex['R'] = 1;
  73     aaIndex['N'] = 2;
  74     aaIndex['D'] = 3;
  75     aaIndex['C'] = 4;
  76     aaIndex['Q'] = 5;
  77     aaIndex['E'] = 6;
  78     aaIndex['G'] = 7;
  79     aaIndex['H'] = 8;
  80     aaIndex['I'] = 9;
  81     aaIndex['L'] = 10;
  82     aaIndex['K'] = 11;
  83     aaIndex['M'] = 12;
  84     aaIndex['F'] = 13;
  85     aaIndex['P'] = 14;
  86     aaIndex['S'] = 15;
  87     aaIndex['T'] = 16;
  88     aaIndex['W'] = 17;
  89     aaIndex['Y'] = 18;
  90     aaIndex['V'] = 19;
  91     aaIndex['B'] = 20;
  92     aaIndex['Z'] = 21;
  93     aaIndex['X'] = 22;
  94     aaIndex['U'] = 22;
  95     aaIndex['a'] = 0;
  96     aaIndex['r'] = 1;
  97     aaIndex['n'] = 2;
  98     aaIndex['d'] = 3;
  99     aaIndex['c'] = 4;
 100     aaIndex['q'] = 5;
 101     aaIndex['e'] = 6;
 102     aaIndex['g'] = 7;
 103     aaIndex['h'] = 8;
 104     aaIndex['i'] = 9;
 105     aaIndex['l'] = 10;
 106     aaIndex['k'] = 11;
 107     aaIndex['m'] = 12;
 108     aaIndex['f'] = 13;
 109     aaIndex['p'] = 14;
 110     aaIndex['s'] = 15;
 111     aaIndex['t'] = 16;
 112     aaIndex['w'] = 17;
 113     aaIndex['y'] = 18;
 114     aaIndex['v'] = 19;
 115     aaIndex['b'] = 20;
 116     aaIndex['z'] = 21;
 117     aaIndex['x'] = 22;
 118     aaIndex['u'] = 22; // TODO: selenocystine triplet and codons needed. also
 119     // extend subt. matrices
 120   }
 121
 122   /**
 123    * maximum (gap) index for matrices involving protein alphabet
 124    */
 125   public final static int maxProteinIndex = 23;
 126
 127   /**
 128    * maximum (gap) index for matrices involving nucleotide alphabet
 129    */
 130   public final static int maxNucleotideIndex = 10;
 131
 132   static
 133   {
 134     nucleotideIndex = new int[255];
 135     for (int i = 0; i < 255; i++)
 136     {
 137       nucleotideIndex[i] = 10; // non-nucleotide symbols are all non-gap gaps.
 138     }
 139
 140     nucleotideIndex['A'] = 0;
 141     nucleotideIndex['a'] = 0;
 142     nucleotideIndex['C'] = 1;
 143     nucleotideIndex['c'] = 1;
 144     nucleotideIndex['G'] = 2;
 145     nucleotideIndex['g'] = 2;
 146     nucleotideIndex['T'] = 3;
 147     nucleotideIndex['t'] = 3;
 148     nucleotideIndex['U'] = 4;
 149     nucleotideIndex['u'] = 4;
 150     nucleotideIndex['I'] = 5;
 151     nucleotideIndex['i'] = 5;
 152     nucleotideIndex['X'] = 6;
 153     nucleotideIndex['x'] = 6;
 154     nucleotideIndex['R'] = 7;
 155     nucleotideIndex['r'] = 7;
 156     nucleotideIndex['Y'] = 8;
 157     nucleotideIndex['y'] = 8;
 158     nucleotideIndex['N'] = 9;
 159     nucleotideIndex['n'] = 9;
 160
 161     nucleotideName.put("A", "Adenine");
 162     nucleotideName.put("a", "Adenine");
 163     nucleotideName.put("G", "Guanine");
 164     nucleotideName.put("g", "Guanine");
 165     nucleotideName.put("C", "Cytosine");
 166     nucleotideName.put("c", "Cytosine");
 167     nucleotideName.put("T", "Thymine");
 168     nucleotideName.put("t", "Thymine");
 169     nucleotideName.put("U", "Uracil");
 170     nucleotideName.put("u", "Uracil");
 171     nucleotideName.put("I", "Inosine");
 172     nucleotideName.put("i", "Inosine");
 173     nucleotideName.put("X", "Xanthine");
 174     nucleotideName.put("x", "Xanthine");
 175     nucleotideName.put("R", "Unknown Purine");
 176     nucleotideName.put("r", "Unknown Purine");
 177     nucleotideName.put("Y", "Unknown Pyrimidine");
 178     nucleotideName.put("y", "Unknown Pyrimidine");
 179     nucleotideName.put("N", "Unknown");
 180     nucleotideName.put("n", "Unknown");
 181     nucleotideName.put("W", "Weak nucleotide (A or T)");
 182     nucleotideName.put("w", "Weak nucleotide (A or T)");
 183     nucleotideName.put("S", "Strong nucleotide (G or C)");
 184     nucleotideName.put("s", "Strong nucleotide (G or C)");
 185     nucleotideName.put("M", "Amino (A or C)");
 186     nucleotideName.put("m", "Amino (A or C)");
 187     nucleotideName.put("K", "Keto (G or T)");
 188     nucleotideName.put("k", "Keto (G or T)");
 189     nucleotideName.put("B", "Not A (G or C or T)");
 190     nucleotideName.put("b", "Not A (G or C or T)");
 191     nucleotideName.put("H", "Not G (A or C or T)");
 192     nucleotideName.put("h", "Not G (A or C or T)");
 193     nucleotideName.put("D", "Not C (A or G or T)");
 194     nucleotideName.put("d", "Not C (A or G or T)");
 195     nucleotideName.put("V", "Not T (A or G or C");
 196     nucleotideName.put("v", "Not T (A or G or C");
 197
 198   }
 199
 200   static
 201   {
 202     purinepyrimidineIndex = new int[255];
 203     for (int i = 0; i < 255; i++)
 204     {
 205       purinepyrimidineIndex[i] = 3; // non-nucleotide symbols are all non-gap
 206       // gaps.
 207     }
 208
 209     purinepyrimidineIndex['A'] = 0;
 210     purinepyrimidineIndex['a'] = 0;
 211     purinepyrimidineIndex['C'] = 1;
 212     purinepyrimidineIndex['c'] = 1;
 213     purinepyrimidineIndex['G'] = 0;
 214     purinepyrimidineIndex['g'] = 0;
 215     purinepyrimidineIndex['T'] = 1;
 216     purinepyrimidineIndex['t'] = 1;
 217     purinepyrimidineIndex['U'] = 1;
 218     purinepyrimidineIndex['u'] = 1;
 219     purinepyrimidineIndex['I'] = 2;
 220     purinepyrimidineIndex['i'] = 2;
 221     purinepyrimidineIndex['X'] = 2;
 222     purinepyrimidineIndex['x'] = 2;
 223     purinepyrimidineIndex['R'] = 0;
 224     purinepyrimidineIndex['r'] = 0;
 225     purinepyrimidineIndex['Y'] = 1;
 226     purinepyrimidineIndex['y'] = 1;
 227     purinepyrimidineIndex['N'] = 2;
 228     purinepyrimidineIndex['n'] = 2;
 229   }
 230
 231   private static final Integer ONE = Integer.valueOf(1);
 232
 233   private static final Integer ZERO = Integer.valueOf(0);
 234
 235   static
 236   {
 237     aa3Hash.put("ALA", ZERO);
 238     aa3Hash.put("ARG", ONE);
 239     aa3Hash.put("ASN", Integer.valueOf(2));
 240     aa3Hash.put("ASP", Integer.valueOf(3)); // D
 241     aa3Hash.put("CYS", Integer.valueOf(4));
 242     aa3Hash.put("GLN", Integer.valueOf(5)); // Q
 243     aa3Hash.put("GLU", Integer.valueOf(6)); // E
 244     aa3Hash.put("GLY", Integer.valueOf(7));
 245     aa3Hash.put("HIS", Integer.valueOf(8));
 246     aa3Hash.put("ILE", Integer.valueOf(9));
 247     aa3Hash.put("LEU", Integer.valueOf(10));
 248     aa3Hash.put("LYS", Integer.valueOf(11));
 249     aa3Hash.put("MET", Integer.valueOf(12));
 250     aa3Hash.put("PHE", Integer.valueOf(13));
 251     aa3Hash.put("PRO", Integer.valueOf(14));
 252     aa3Hash.put("SER", Integer.valueOf(15));
 253     aa3Hash.put("THR", Integer.valueOf(16));
 254     aa3Hash.put("TRP", Integer.valueOf(17));
 255     aa3Hash.put("TYR", Integer.valueOf(18));
 256     aa3Hash.put("VAL", Integer.valueOf(19));
 257     // IUB Nomenclature for ambiguous peptides
 258     aa3Hash.put("ASX", Integer.valueOf(20)); // "B";
 259     aa3Hash.put("GLX", Integer.valueOf(21)); // Z
 260     aa3Hash.put("XAA", Integer.valueOf(22)); // X unknown
 261     aa3Hash.put("-", Integer.valueOf(23));
 262     aa3Hash.put("*", Integer.valueOf(23));
 263     aa3Hash.put(".", Integer.valueOf(23));
 264     aa3Hash.put(" ", Integer.valueOf(23));
 265     aa3Hash.put("Gap", Integer.valueOf(23));
 266     aa3Hash.put("UR3", Integer.valueOf(24));
 267   }
 268
 269   static
 270   {
 271     aa2Triplet.put("A", "ALA");
 272     aa2Triplet.put("a", "ALA");
 273     aa2Triplet.put("R", "ARG");
 274     aa2Triplet.put("r", "ARG");
 275     aa2Triplet.put("N", "ASN");
 276     aa2Triplet.put("n", "ASN");
 277     aa2Triplet.put("D", "ASP");
 278     aa2Triplet.put("d", "ASP");
 279     aa2Triplet.put("C", "CYS");
 280     aa2Triplet.put("c", "CYS");
 281     aa2Triplet.put("Q", "GLN");
 282     aa2Triplet.put("q", "GLN");
 283     aa2Triplet.put("E", "GLU");
 284     aa2Triplet.put("e", "GLU");
 285     aa2Triplet.put("G", "GLY");
 286     aa2Triplet.put("g", "GLY");
 287     aa2Triplet.put("H", "HIS");
 288     aa2Triplet.put("h", "HIS");
 289     aa2Triplet.put("I", "ILE");
 290     aa2Triplet.put("i", "ILE");
 291     aa2Triplet.put("L", "LEU");
 292     aa2Triplet.put("l", "LEU");
 293     aa2Triplet.put("K", "LYS");
 294     aa2Triplet.put("k", "LYS");
 295     aa2Triplet.put("M", "MET");
 296     aa2Triplet.put("m", "MET");
 297     aa2Triplet.put("F", "PHE");
 298     aa2Triplet.put("f", "PHE");
 299     aa2Triplet.put("P", "PRO");
 300     aa2Triplet.put("p", "PRO");
 301     aa2Triplet.put("S", "SER");
 302     aa2Triplet.put("s", "SER");
 303     aa2Triplet.put("T", "THR");
 304     aa2Triplet.put("t", "THR");
 305     aa2Triplet.put("W", "TRP");
 306     aa2Triplet.put("w", "TRP");
 307     aa2Triplet.put("Y", "TYR");
 308     aa2Triplet.put("y", "TYR");
 309     aa2Triplet.put("V", "VAL");
 310     aa2Triplet.put("v", "VAL");
 311   }
 312
 313   public static final String[] aa = { "A", "R", "N", "D", "C", "Q", "E",
 314       "G", "H", "I", "L", "K", "M", "F", "P", "S", "T", "W", "Y", "V", "B",
 315       "Z", "X", "_", "*", ".", " ", "U" };
 316
 317   public static final Color midBlue = new Color(100, 100, 255);
 318
 319   // not currently in use
 320   // public static final Vector<Color> scaleColours = new Vector<Color>();
 321   // static
 322   // {
 323   // scaleColours.addElement(new Color(114, 0, 147));
 324   // scaleColours.addElement(new Color(156, 0, 98));
 325   // scaleColours.addElement(new Color(190, 0, 0));
 326   // scaleColours.addElement(Color.red);
 327   // scaleColours.addElement(new Color(255, 125, 0));
 328   // scaleColours.addElement(Color.orange);
 329   // scaleColours.addElement(new Color(255, 194, 85));
 330   // scaleColours.addElement(Color.yellow);
 331   // scaleColours.addElement(new Color(255, 255, 181));
 332   // scaleColours.addElement(Color.white);
 333   // }
 334
 335   public static final Color[] taylor = { new Color(204, 255, 0),
 336       // A Greenish-yellowy-yellow
 337       new Color(0, 0, 255), // R Blueish-bluey-blue
 338       new Color(204, 0, 255), // N Blueish-reddy-blue
 339       new Color(255, 0, 0), // D Reddish-reddy-red
 340       new Color(255, 255, 0), // C Yellowish-yellowy-yellow
 341       new Color(255, 0, 204), // Q Reddish-bluey-red
 342       new Color(255, 0, 102), // E Blueish-reddy-red
 343       new Color(255, 153, 0), // G Yellowy-reddy-yellow
 344       new Color(0, 102, 255), // H Greenish-bluey-blue
 345       new Color(102, 255, 0), // I Greenish-yellowy-green
 346       new Color(51, 255, 0), // L Yellowish-greeny-green
 347       new Color(102, 0, 255), // K Reddish-bluey-blue
 348       new Color(0, 255, 0), // M Greenish-greeny-green
 349       new Color(0, 255, 102), // F Blueish-greeny-green
 350       new Color(255, 204, 0), // P Reddish-yellowy-yellow
 351       new Color(255, 51, 0), // S Yellowish-reddy-red
 352       new Color(255, 102, 0), // T Reddish-yellowy-red
 353       new Color(0, 204, 255), // W Blueish-greeny-green
 354       new Color(0, 255, 204), // Y Greenish-bluey-green
 355       new Color(153, 255, 0), // V Yellowish-greeny-yellow
 356       Color.white, // B
 357       Color.white, // Z
 358       Color.white, // X
 359       Color.white, // -
 360       Color.white, // *
 361       Color.white // .
 362   };
 363
 364   public static final Color[] nucleotide = { new Color(100, 247, 63), // A
 365       new Color(255, 179, 64), // C
 366       new Color(235, 65, 60), // G
 367       new Color(60, 136, 238), // T
 368       new Color(60, 136, 238), // U
 369       Color.white, // I (inosine)
 370       Color.white, // X (xanthine)
 371       Color.white, // R
 372       Color.white, // Y
 373       Color.white, // N
 374       Color.white, // Gap
 375   };
 376
 377   // Added for PurinePyrimidineColourScheme
 378   public static final Color[] purinepyrimidine = { new Color(255, 131, 250), // A,
 379                                                                              // G,
 380                                                                              // R
 381                                                                              // purines
 382                                                                              // purplish/orchid
 383       new Color(64, 224, 208), // C,U, T, Y pyrimidines turquoise
 384       Color.white, // all other nucleotides
 385       Color.white // Gap
 386   };
 387
 388   // Zappo
 389   public static final Color[] zappo = { Color.pink, // A
 390       midBlue, // R
 391       Color.green, // N
 392       Color.red, // D
 393       Color.yellow, // C
 394       Color.green, // Q
 395       Color.red, // E
 396       Color.magenta, // G
 397       midBlue, // Color.red, // H
 398       Color.pink, // I
 399       Color.pink, // L
 400       midBlue, // K
 401       Color.pink, // M
 402       Color.orange, // F
 403       Color.magenta, // P
 404       Color.green, // S
 405       Color.green, // T
 406       Color.orange, // W
 407       Color.orange, // Y
 408       Color.pink, // V
 409       Color.white, // B
 410       Color.white, // Z
 411       Color.white, // X
 412       Color.white, // -
 413       Color.white, // *
 414       Color.white, // .
 415       Color.white // ' '
 416   };
 417
 418   // Dunno where I got these numbers from
 419   public static final double[] hyd2 = { 0.62, // A
 420       0.29, // R
 421       -0.90, // N
 422       -0.74, // D
 423       1.19, // C
 424       0.48, // Q
 425       -0.40, // E
 426       1.38, // G
 427       -1.50, // H
 428       1.06, // I
 429       0.64, // L
 430       -0.78, // K
 431       0.12, // M
 432       -0.85, // F
 433       -2.53, // P
 434       -0.18, // S
 435       -0.05, // T
 436       1.08, // W
 437       0.81, // Y
 438       0.0, // V
 439       0.26, // B
 440       0.0, // Z
 441       0.0 // X
 442   };
 443
 444   public static final double[] helix = { 1.42, 0.98, 0.67, 1.01, 0.70, 1.11,
 445       1.51, 0.57, 1.00, 1.08, 1.21, 1.16, 1.45, 1.13, 0.57, 0.77, 0.83,
 446       1.08, 0.69, 1.06, 0.84, 1.31, 1.00, 0.0 };
 447
 448   public static final double helixmin = 0.57;
 449
 450   public static final double helixmax = 1.51;
 451
 452   public static final double[] strand = { 0.83, 0.93, 0.89, 0.54, 1.19,
 453       1.10, 0.37, 0.75, 0.87, 1.60, 1.30, 0.74, 1.05, 1.38, 0.55, 0.75,
 454       1.19, 1.37, 1.47, 1.70, 0.72, 0.74, 1.0, 0.0 };
 455
 456   public static final double strandmin = 0.37;
 457
 458   public static final double strandmax = 1.7;
 459
 460   public static final double[] turn = { 0.66, 0.95, 1.56, 1.46, 1.19, 0.98,
 461       0.74, 1.56, 0.95, 0.47, 0.59, 1.01, 0.60, 0.60, 1.52, 1.43, 0.96,
 462       0.96, 1.14, 0.50, 1.51, 0.86, 1.00, 0, 0 };
 463
 464   public static final double turnmin = 0.47;
 465
 466   public static final double turnmax = 1.56;
 467
 468   public static final double[] buried = { 1.7, 0.1, 0.4, 0.4, 4.6, 0.3, 0.3,
 469       1.8, 0.8, 3.1, 2.4, 0.05, 1.9, 2.2, 0.6, 0.8, 0.7, 1.6, 0.5, 2.9, 0.4,
 470       0.3, 1.358, 0.00 };
 471
 472   public static final double buriedmin = 0.05;
 473
 474   public static final double buriedmax = 4.6;
 475
 476   // This is hydropathy index
 477   // Kyte, J., and Doolittle, R.F., J. Mol. Biol.
 478   // 1157, 105-132, 1982
 479   public static final double[] hyd = { 1.8, -4.5, -3.5, -3.5, 2.5, -3.5,
 480       -3.5, -0.4, -3.2, 4.5, 3.8, -3.9, 1.9, 2.8, -1.6, -0.8, -0.7, -0.9,
 481       -1.3, 4.2, -3.5, -3.5, -0.49, 0.0 };
 482
 483   public static final double hydmax = 4.5;
 484
 485   public static final double hydmin = -3.9;
 486
 487   // public static final double hydmax = 1.38;
 488   // public static final double hydmin = -2.53;
 489
 490   // not currently used
 491   // public static final Map<String, Color> ssHash = new Hashtable<String,
 492   // Color>();
 493   // static
 494   // {
 495   // ssHash.put("H", Color.magenta);
 496   // ssHash.put("E", Color.yellow);
 497   // ssHash.put("-", Color.white);
 498   // ssHash.put(".", Color.white);
 499   // ssHash.put("S", Color.cyan);
 500   // ssHash.put("T", Color.blue);
 501   // ssHash.put("G", Color.pink);
 502   // ssHash.put("I", Color.pink);
 503   // ssHash.put("B", Color.yellow);
 504   // }
 505
 506   /*
 507    * new Color(60, 136, 238), // U Color.white, // I Color.white, // X
 508    * Color.white, // R Color.white, // Y Color.white, // N Color.white, // Gap
 509    */
 510
 511   public static String STOP = "STOP";
 512
 513   public static List<String> STOP_CODONS = Arrays.asList("TGA", "TAA", "TAG");
 514
 515   public static String START = "ATG";
 516
 517   // Stores residue codes/names and colours and other things
 518   public static Map<String, Map<String, Integer>> propHash = new Hashtable<>();
 519
 520   public static Map<String, Integer> hydrophobic = new Hashtable<>();
 521
 522   public static Map<String, Integer> polar = new Hashtable<>();
 523
 524   public static Map<String, Integer> small = new Hashtable<>();
 525
 526   public static Map<String, Integer> positive = new Hashtable<>();
 527
 528   public static Map<String, Integer> negative = new Hashtable<>();
 529
 530   public static Map<String, Integer> charged = new Hashtable<>();
 531
 532   public static Map<String, Integer> aromatic = new Hashtable<>();
 533
 534   public static Map<String, Integer> aliphatic = new Hashtable<>();
 535
 536   public static Map<String, Integer> tiny = new Hashtable<>();
 537
 538   public static Map<String, Integer> proline = new Hashtable<>();
 539
 540   static
 541   {
 542     hydrophobic.put("I", ONE);
 543     hydrophobic.put("L", ONE);
 544     hydrophobic.put("V", ONE);
 545     hydrophobic.put("C", ONE);
 546     hydrophobic.put("A", ONE);
 547     hydrophobic.put("G", ONE);
 548     hydrophobic.put("M", ONE);
 549     hydrophobic.put("F", ONE);
 550     hydrophobic.put("Y", ONE);
 551     hydrophobic.put("W", ONE);
 552     hydrophobic.put("H", ONE);
 553     hydrophobic.put("K", ONE);
 554     hydrophobic.put("X", ONE);
 555     hydrophobic.put("-", ONE);
 556     hydrophobic.put("*", ONE);
 557     hydrophobic.put("R", ZERO);
 558     hydrophobic.put("E", ZERO);
 559     hydrophobic.put("Q", ZERO);
 560     hydrophobic.put("D", ZERO);
 561     hydrophobic.put("N", ZERO);
 562     hydrophobic.put("S", ZERO);
 563     hydrophobic.put("T", ONE);
 564     hydrophobic.put("P", ZERO);
 565   }
 566
 567   static
 568   {
 569     polar.put("Y", ONE);
 570     polar.put("W", ONE);
 571     polar.put("H", ONE);
 572     polar.put("K", ONE);
 573     polar.put("R", ONE);
 574     polar.put("E", ONE);
 575     polar.put("Q", ONE);
 576     polar.put("D", ONE);
 577     polar.put("N", ONE);
 578     polar.put("S", ONE);
 579     polar.put("T", ONE);
 580     polar.put("X", ONE);
 581     polar.put("-", ONE);
 582     polar.put("*", ONE);
 583     polar.put("I", ZERO);
 584     polar.put("L", ZERO);
 585     polar.put("V", ZERO);
 586     polar.put("C", ZERO);
 587     polar.put("A", ZERO);
 588     polar.put("G", ZERO);
 589     polar.put("M", ZERO);
 590     polar.put("F", ZERO);
 591     polar.put("P", ZERO);
 592   }
 593
 594   static
 595   {
 596     small.put("I", ZERO);
 597     small.put("L", ZERO);
 598     small.put("V", ONE);
 599     small.put("C", ONE);
 600     small.put("A", ONE);
 601     small.put("G", ONE);
 602     small.put("M", ZERO);
 603     small.put("F", ZERO);
 604     small.put("Y", ZERO);
 605     small.put("W", ZERO);
 606     small.put("H", ZERO);
 607     small.put("K", ZERO);
 608     small.put("R", ZERO);
 609     small.put("E", ZERO);
 610     small.put("Q", ZERO);
 611     small.put("D", ONE);
 612     small.put("N", ONE);
 613     small.put("S", ONE);
 614     small.put("T", ONE);
 615     small.put("P", ONE);
 616     small.put("-", ONE);
 617     small.put("*", ONE);
 618   }
 619
 620   static
 621   {
 622     positive.put("I", ZERO);
 623     positive.put("L", ZERO);
 624     positive.put("V", ZERO);
 625     positive.put("C", ZERO);
 626     positive.put("A", ZERO);
 627     positive.put("G", ZERO);
 628     positive.put("M", ZERO);
 629     positive.put("F", ZERO);
 630     positive.put("Y", ZERO);
 631     positive.put("W", ZERO);
 632     positive.put("H", ONE);
 633     positive.put("K", ONE);
 634     positive.put("R", ONE);
 635     positive.put("E", ZERO);
 636     positive.put("Q", ZERO);
 637     positive.put("D", ZERO);
 638     positive.put("N", ZERO);
 639     positive.put("S", ZERO);
 640     positive.put("T", ZERO);
 641     positive.put("P", ZERO);
 642     positive.put("-", ONE);
 643     positive.put("*", ONE);
 644   }
 645
 646   static
 647   {
 648     negative.put("I", ZERO);
 649     negative.put("L", ZERO);
 650     negative.put("V", ZERO);
 651     negative.put("C", ZERO);
 652     negative.put("A", ZERO);
 653     negative.put("G", ZERO);
 654     negative.put("M", ZERO);
 655     negative.put("F", ZERO);
 656     negative.put("Y", ZERO);
 657     negative.put("W", ZERO);
 658     negative.put("H", ZERO);
 659     negative.put("K", ZERO);
 660     negative.put("R", ZERO);
 661     negative.put("E", ONE);
 662     negative.put("Q", ZERO);
 663     negative.put("D", ONE);
 664     negative.put("N", ZERO);
 665     negative.put("S", ZERO);
 666     negative.put("T", ZERO);
 667     negative.put("P", ZERO);
 668     negative.put("-", ONE);
 669     negative.put("*", ONE);
 670   }
 671
 672   static
 673   {
 674     charged.put("I", ZERO);
 675     charged.put("L", ZERO);
 676     charged.put("V", ZERO);
 677     charged.put("C", ZERO);
 678     charged.put("A", ZERO);
 679     charged.put("G", ZERO);
 680     charged.put("M", ZERO);
 681     charged.put("F", ZERO);
 682     charged.put("Y", ZERO);
 683     charged.put("W", ZERO);
 684     charged.put("H", ONE);
 685     charged.put("K", ONE);
 686     charged.put("R", ONE);
 687     charged.put("E", ONE);
 688     charged.put("Q", ZERO);
 689     charged.put("D", ONE);
 690     charged.put("N", ZERO); // Asparagine is polar but not
 691                             // charged.
 692     // Alternative would be charged and
 693     // negative (in basic form)?
 694     charged.put("S", ZERO);
 695     charged.put("T", ZERO);
 696     charged.put("P", ZERO);
 697     charged.put("-", ONE);
 698     charged.put("*", ONE);
 699   }
 700
 701   static
 702   {
 703     aromatic.put("I", ZERO);
 704     aromatic.put("L", ZERO);
 705     aromatic.put("V", ZERO);
 706     aromatic.put("C", ZERO);
 707     aromatic.put("A", ZERO);
 708     aromatic.put("G", ZERO);
 709     aromatic.put("M", ZERO);
 710     aromatic.put("F", ONE);
 711     aromatic.put("Y", ONE);
 712     aromatic.put("W", ONE);
 713     aromatic.put("H", ONE);
 714     aromatic.put("K", ZERO);
 715     aromatic.put("R", ZERO);
 716     aromatic.put("E", ZERO);
 717     aromatic.put("Q", ZERO);
 718     aromatic.put("D", ZERO);
 719     aromatic.put("N", ZERO);
 720     aromatic.put("S", ZERO);
 721     aromatic.put("T", ZERO);
 722     aromatic.put("P", ZERO);
 723     aromatic.put("-", ONE);
 724     aromatic.put("*", ONE);
 725   }
 726
 727   static
 728   {
 729     aliphatic.put("I", ONE);
 730     aliphatic.put("L", ONE);
 731     aliphatic.put("V", ONE);
 732     aliphatic.put("C", ZERO);
 733     aliphatic.put("A", ZERO);
 734     aliphatic.put("G", ZERO);
 735     aliphatic.put("M", ZERO);
 736     aliphatic.put("F", ZERO);
 737     aliphatic.put("Y", ZERO);
 738     aliphatic.put("W", ZERO);
 739     aliphatic.put("H", ZERO);
 740     aliphatic.put("K", ZERO);
 741     aliphatic.put("R", ZERO);
 742     aliphatic.put("E", ZERO);
 743     aliphatic.put("Q", ZERO);
 744     aliphatic.put("D", ZERO);
 745     aliphatic.put("N", ZERO);
 746     aliphatic.put("S", ZERO);
 747     aliphatic.put("T", ZERO);
 748     aliphatic.put("P", ZERO);
 749     aliphatic.put("-", ONE);
 750     aliphatic.put("*", ONE);
 751   }
 752
 753   static
 754   {
 755     tiny.put("I", ZERO);
 756     tiny.put("L", ZERO);
 757     tiny.put("V", ZERO);
 758     tiny.put("C", ZERO);
 759     tiny.put("A", ONE);
 760     tiny.put("G", ONE);
 761     tiny.put("M", ZERO);
 762     tiny.put("F", ZERO);
 763     tiny.put("Y", ZERO);
 764     tiny.put("W", ZERO);
 765     tiny.put("H", ZERO);
 766     tiny.put("K", ZERO);
 767     tiny.put("R", ZERO);
 768     tiny.put("E", ZERO);
 769     tiny.put("Q", ZERO);
 770     tiny.put("D", ZERO);
 771     tiny.put("N", ZERO);
 772     tiny.put("S", ONE);
 773     tiny.put("T", ZERO);
 774     tiny.put("P", ZERO);
 775     tiny.put("-", ONE);
 776     tiny.put("*", ONE);
 777   }
 778
 779   static
 780   {
 781     proline.put("I", ZERO);
 782     proline.put("L", ZERO);
 783     proline.put("V", ZERO);
 784     proline.put("C", ZERO);
 785     proline.put("A", ZERO);
 786     proline.put("G", ZERO);
 787     proline.put("M", ZERO);
 788     proline.put("F", ZERO);
 789     proline.put("Y", ZERO);
 790     proline.put("W", ZERO);
 791     proline.put("H", ZERO);
 792     proline.put("K", ZERO);
 793     proline.put("R", ZERO);
 794     proline.put("E", ZERO);
 795     proline.put("Q", ZERO);
 796     proline.put("D", ZERO);
 797     proline.put("N", ZERO);
 798     proline.put("S", ZERO);
 799     proline.put("T", ZERO);
 800     proline.put("P", ONE);
 801     proline.put("-", ONE);
 802     proline.put("*", ONE);
 803   }
 804
 805   static
 806   {
 807     propHash.put("hydrophobic", hydrophobic);
 808     propHash.put("small", small);
 809     propHash.put("positive", positive);
 810     propHash.put("negative", negative);
 811     propHash.put("charged", charged);
 812     propHash.put("aromatic", aromatic);
 813     propHash.put("aliphatic", aliphatic);
 814     propHash.put("tiny", tiny);
 815     propHash.put("proline", proline);
 816     propHash.put("polar", polar);
 817   }
 818   static
 819   {
 820     int[][] propMatrixF = new int[maxProteinIndex][maxProteinIndex],
 821             propMatrixPos = new int[maxProteinIndex][maxProteinIndex],
 822             propMatrixEpos = new int[maxProteinIndex][maxProteinIndex];
 823     for (int i = 0; i < maxProteinIndex; i++)
 824     {
 825       int maxF = 0, maxP = 0, maxEP = 0;
 826       String ic = "";
 827       if (aa.length > i)
 828       {
 829         ic += aa[i];
 830       }
 831       else
 832       {
 833         ic = "-";
 834       }
 835       for (int j = i + 1; j < maxProteinIndex; j++)
 836       {
 837         String jc = "";
 838         if (aa.length > j)
 839         {
 840           jc += aa[j];
 841         }
 842         else
 843         {
 844           jc = "-";
 845         }
 846         propMatrixF[i][j] = 0;
 847         propMatrixPos[i][j] = 0;
 848         propMatrixEpos[i][j] = 0;
 849         for (String ph : propHash.keySet())
 850         {
 851           Map<String, Integer> pph = propHash.get(ph);
 852           if (pph.get(ic) != null && pph.get(jc) != null)
 853           {
 854             int icp = pph.get(ic).intValue(), jcp = pph.get(jc).intValue();
 855             // Still working on these definitions.
 856             propMatrixPos[i][j] += icp == jcp && icp > 0 ? 2 : 0;
 857             propMatrixPos[j][i] += icp == jcp && icp > 0 ? 2 : 0;
 858             propMatrixF[i][j] += icp == jcp ? 2 : 0;
 859             propMatrixF[j][i] += icp == jcp ? 2 : 0;
 860             propMatrixEpos[i][j] += icp == jcp ? (1 + icp * 2) : 0;
 861             propMatrixEpos[j][i] += icp == jcp ? (1 + icp * 2) : 0;
 862           }
 863         }
 864         if (maxF < propMatrixF[i][j])
 865         {
 866           maxF = propMatrixF[i][j];
 867         }
 868         if (maxP < propMatrixPos[i][j])
 869         {
 870           maxP = propMatrixPos[i][j];
 871         }
 872         if (maxEP < propMatrixEpos[i][j])
 873         {
 874           maxEP = propMatrixEpos[i][j];
 875         }
 876       }
 877       propMatrixF[i][i] = maxF;
 878       propMatrixPos[i][i] = maxP;
 879       propMatrixEpos[i][i] = maxEP;
 880     }
 881   }
 882
 883   private ResidueProperties()
 884   {
 885   }
 886
 887   public static double getHydmax()
 888   {
 889     return hydmax;
 890   }
 891
 892   public static double getHydmin()
 893   {
 894     return hydmin;
 895   }
 896
 897   public static double[] getHyd()
 898   {
 899     return hyd;
 900   }
 901
 902   public static Map<String, Integer> getAA3Hash()
 903   {
 904     return aa3Hash;
 905   }
 906
 907   public static String codonTranslate(String lccodon)
 908   {
 909     String peptide = GeneticCodes.getInstance().getStandardCodeTable()
 910             .translate(lccodon);
 911     if ("*".equals(peptide))
 912     {
 913       return "STOP";
 914     }
 915     return peptide;
 916   }
 917
 918   /*
 919    * lookup of (A-Z) alternative secondary structure symbols'
 920    * equivalents in DSSP3 notation
 921    */
 922   private static char[] toDssp3State;
 923   static
 924   {
 925     toDssp3State = new char[9]; // for 'A'-'I'; extend if needed
 926     Arrays.fill(toDssp3State, ' ');
 927     toDssp3State['B' - 'A'] = 'E';
 928     toDssp3State['E' - 'A'] = 'E';
 929     toDssp3State['G' - 'A'] = 'H';
 930     toDssp3State['H' - 'A'] = 'H';
 931     toDssp3State['I' - 'A'] = 'H';
 932   }
 933
 934   /**
 935    * translate from other dssp secondary structure alphabets to 3-state
 936    *
 937    * @param ssString
 938    * @return ssstring
 939    */
 940   public static String getDssp3state(String ssString)
 941   {
 942     if (ssString == null)
 943     {
 944       return null;
 945     }
 946     int lookupSize = toDssp3State.length;
 947     int len = ssString.length();
 948     char[] trans = new char[len];
 949     for (int i = 0; i < len; i++)
 950     {
 951       char c = ssString.charAt(i);
 952       int index = c - 'A';
 953       if (index < 0 || index >= lookupSize)
 954       {
 955         trans[i] = ' ';
 956       }
 957       else
 958       {
 959         trans[i] = toDssp3State[index];
 960       }
 961     }
 962     return new String(trans);
 963   }
 964
 965   static
 966   {
 967     modifications.put("MSE", "MET"); // Selenomethionine
 968     // the rest tbc; from
 969     // http://sourceforge.net/p/jmol/mailman/message/12833570/
 970     // modifications.put("CSE", "CYS"); // Selenocysteine
 971     // modifications.put("PTR", "TYR"); // Phosphotyrosine
 972     // modifications.put("SEP", "SER"); // Phosphoserine
 973     // modifications.put("HYP", "PRO"); // 4-hydroxyproline
 974     // modifications.put("5HP", "GLU"); // Pyroglutamic acid; 5-hydroxyproline
 975     // modifications.put("PCA", "GLU"); // Pyroglutamic acid
 976     // modifications.put("LYZ", "LYS"); // 5-hydroxylysine
 977
 978     // Additional protein alphabets used in the SCOP database and PDB files
 979     // source:
 980     // https://github.com/biopython/biopython/blob/master/Bio/Data/SCOPData.py
 981     modifications.put("00C", "CYS");
 982     modifications.put("01W", "XAA");
 983     modifications.put("02K", "ALA");
 984     modifications.put("03Y", "CYS");
 985     modifications.put("07O", "CYS");
 986     modifications.put("08P", "CYS");
 987     modifications.put("0A0", "ASP");
 988     modifications.put("0A1", "TYR");
 989     modifications.put("0A2", "LYS");
 990     modifications.put("0A8", "CYS");
 991     modifications.put("0AA", "VAL");
 992     modifications.put("0AB", "VAL");
 993     modifications.put("0AC", "GLY");
 994     modifications.put("0AD", "GLY");
 995     modifications.put("0AF", "TRP");
 996     modifications.put("0AG", "LEU");
 997     modifications.put("0AH", "SER");
 998     modifications.put("0AK", "ASP");
 999     modifications.put("0AM", "ALA");
1000     modifications.put("0AP", "CYS");
1001     modifications.put("0AU", "UR3");
1002     modifications.put("0AV", "ALA");
1003     modifications.put("0AZ", "PRO");
1004     modifications.put("0BN", "PHE");
1005     modifications.put("0C ", "CYS");
1006     modifications.put("0CS", "ALA");
1007     modifications.put("0DC", "CYS");
1008     modifications.put("0DG", "GLY");
1009     modifications.put("0DT", "THR");
1010     modifications.put("0FL", "ALA");
1011     modifications.put("0G ", "GLY");
1012     modifications.put("0NC", "ALA");
1013     modifications.put("0SP", "ALA");
1014     modifications.put("0U ", "UR3");
1015     modifications.put("0YG", "YG");
1016     modifications.put("10C", "CYS");
1017     modifications.put("125", "UR3");
1018     modifications.put("126", "UR3");
1019     modifications.put("127", "UR3");
1020     modifications.put("128", "ASN");
1021     modifications.put("12A", "ALA");
1022     modifications.put("143", "CYS");
1023     modifications.put("175", "ASG");
1024     modifications.put("193", "XAA");
1025     modifications.put("1AP", "ALA");
1026     modifications.put("1MA", "ALA");
1027     modifications.put("1MG", "GLY");
1028     modifications.put("1PA", "PHE");
1029     modifications.put("1PI", "ALA");
1030     modifications.put("1PR", "ASN");
1031     modifications.put("1SC", "CYS");
1032     modifications.put("1TQ", "TRP");
1033     modifications.put("1TY", "TYR");
1034     modifications.put("1X6", "SER");
1035     modifications.put("200", "PHE");
1036     modifications.put("23F", "PHE");
1037     modifications.put("23S", "XAA");
1038     modifications.put("26B", "THR");
1039     modifications.put("2AD", "XAA");
1040     modifications.put("2AG", "ALA");
1041     modifications.put("2AO", "XAA");
1042     modifications.put("2AR", "ALA");
1043     modifications.put("2AS", "XAA");
1044     modifications.put("2AT", "THR");
1045     modifications.put("2AU", "UR3");
1046     modifications.put("2BD", "ILE");
1047     modifications.put("2BT", "THR");
1048     modifications.put("2BU", "ALA");
1049     modifications.put("2CO", "CYS");
1050     modifications.put("2DA", "ALA");
1051     modifications.put("2DF", "ASN");
1052     modifications.put("2DM", "ASN");
1053     modifications.put("2DO", "XAA");
1054     modifications.put("2DT", "THR");
1055     modifications.put("2EG", "GLY");
1056     modifications.put("2FE", "ASN");
1057     modifications.put("2FI", "ASN");
1058     modifications.put("2FM", "MET");
1059     modifications.put("2GT", "THR");
1060     modifications.put("2HF", "HIS");
1061     modifications.put("2LU", "LEU");
1062     modifications.put("2MA", "ALA");
1063     modifications.put("2MG", "GLY");
1064     modifications.put("2ML", "LEU");
1065     modifications.put("2MR", "ARG");
1066     modifications.put("2MT", "PRO");
1067     modifications.put("2MU", "UR3");
1068     modifications.put("2NT", "THR");
1069     modifications.put("2OM", "UR3");
1070     modifications.put("2OT", "THR");
1071     modifications.put("2PI", "XAA");
1072     modifications.put("2PR", "GLY");
1073     modifications.put("2SA", "ASN");
1074     modifications.put("2SI", "XAA");
1075     modifications.put("2ST", "THR");
1076     modifications.put("2TL", "THR");
1077     modifications.put("2TY", "TYR");
1078     modifications.put("2VA", "VAL");
1079     modifications.put("2XA", "CYS");
1080     modifications.put("32S", "XAA");
1081     modifications.put("32T", "XAA");
1082     modifications.put("3AH", "HIS");
1083     modifications.put("3AR", "XAA");
1084     modifications.put("3CF", "PHE");
1085     modifications.put("3DA", "ALA");
1086     modifications.put("3DR", "ASN");
1087     modifications.put("3GA", "ALA");
1088     modifications.put("3MD", "ASP");
1089     modifications.put("3ME", "UR3");
1090     modifications.put("3NF", "TYR");
1091     modifications.put("3QN", "LYS");
1092     modifications.put("3TY", "XAA");
1093     modifications.put("3XH", "GLY");
1094     modifications.put("4AC", "ASN");
1095     modifications.put("4BF", "TYR");
1096     modifications.put("4CF", "PHE");
1097     modifications.put("4CY", "MET");
1098     modifications.put("4DP", "TRP");
1099     modifications.put("4F3", "GYG");
1100     modifications.put("4FB", "PRO");
1101     modifications.put("4FW", "TRP");
1102     modifications.put("4HT", "TRP");
1103     modifications.put("4IN", "TRP");
1104     modifications.put("4MF", "ASN");
1105     modifications.put("4MM", "XAA");
1106     modifications.put("4OC", "CYS");
1107     modifications.put("4PC", "CYS");
1108     modifications.put("4PD", "CYS");
1109     modifications.put("4PE", "CYS");
1110     modifications.put("4PH", "PHE");
1111     modifications.put("4SC", "CYS");
1112     modifications.put("4SU", "UR3");
1113     modifications.put("4TA", "ASN");
1114     modifications.put("4U7", "ALA");
1115     modifications.put("56A", "HIS");
1116     modifications.put("5AA", "ALA");
1117     modifications.put("5AB", "ALA");
1118     modifications.put("5AT", "THR");
1119     modifications.put("5BU", "UR3");
1120     modifications.put("5CG", "GLY");
1121     modifications.put("5CM", "CYS");
1122     modifications.put("5CS", "CYS");
1123     modifications.put("5FA", "ALA");
1124     modifications.put("5FC", "CYS");
1125     modifications.put("5FU", "UR3");
1126     modifications.put("5HP", "GLU");
1127     modifications.put("5HT", "THR");
1128     modifications.put("5HU", "UR3");
1129     modifications.put("5IC", "CYS");
1130     modifications.put("5IT", "THR");
1131     modifications.put("5IU", "UR3");
1132     modifications.put("5MC", "CYS");
1133     modifications.put("5MD", "ASN");
1134     modifications.put("5MU", "UR3");
1135     modifications.put("5NC", "CYS");
1136     modifications.put("5PC", "CYS");
1137     modifications.put("5PY", "THR");
1138     modifications.put("5SE", "UR3");
1139     modifications.put("5ZA", "TWG");
1140     modifications.put("64T", "THR");
1141     modifications.put("6CL", "LYS");
1142     modifications.put("6CT", "THR");
1143     modifications.put("6CW", "TRP");
1144     modifications.put("6HA", "ALA");
1145     modifications.put("6HC", "CYS");
1146     modifications.put("6HG", "GLY");
1147     modifications.put("6HN", "LYS");
1148     modifications.put("6HT", "THR");
1149     modifications.put("6IA", "ALA");
1150     modifications.put("6MA", "ALA");
1151     modifications.put("6MC", "ALA");
1152     modifications.put("6MI", "ASN");
1153     modifications.put("6MT", "ALA");
1154     modifications.put("6MZ", "ASN");
1155     modifications.put("6OG", "GLY");
1156     modifications.put("70U", "UR3");
1157     modifications.put("7DA", "ALA");
1158     modifications.put("7GU", "GLY");
1159     modifications.put("7JA", "ILE");
1160     modifications.put("7MG", "GLY");
1161     modifications.put("8AN", "ALA");
1162     modifications.put("8FG", "GLY");
1163     modifications.put("8MG", "GLY");
1164     modifications.put("8OG", "GLY");
1165     modifications.put("9NE", "GLU");
1166     modifications.put("9NF", "PHE");
1167     modifications.put("9NR", "ARG");
1168     modifications.put("9NV", "VAL");
1169     modifications.put("A  ", "ALA");
1170     modifications.put("A1P", "ASN");
1171     modifications.put("A23", "ALA");
1172     modifications.put("A2L", "ALA");
1173     modifications.put("A2M", "ALA");
1174     modifications.put("A34", "ALA");
1175     modifications.put("A35", "ALA");
1176     modifications.put("A38", "ALA");
1177     modifications.put("A39", "ALA");
1178     modifications.put("A3A", "ALA");
1179     modifications.put("A3P", "ALA");
1180     modifications.put("A40", "ALA");
1181     modifications.put("A43", "ALA");
1182     modifications.put("A44", "ALA");
1183     modifications.put("A47", "ALA");
1184     modifications.put("A5L", "ALA");
1185     modifications.put("A5M", "CYS");
1186     modifications.put("A5N", "ASN");
1187     modifications.put("A5O", "ALA");
1188     modifications.put("A66", "XAA");
1189     modifications.put("AA3", "ALA");
1190     modifications.put("AA4", "ALA");
1191     modifications.put("AAR", "ARG");
1192     modifications.put("AB7", "XAA");
1193     modifications.put("ABA", "ALA");
1194     modifications.put("ABR", "ALA");
1195     modifications.put("ABS", "ALA");
1196     modifications.put("ABT", "ASN");
1197     modifications.put("ACB", "ASP");
1198     modifications.put("ACL", "ARG");
1199     modifications.put("AD2", "ALA");
1200     modifications.put("ADD", "XAA");
1201     modifications.put("ADX", "ASN");
1202     modifications.put("AEA", "XAA");
1203     modifications.put("AEI", "ASP");
1204     modifications.put("AET", "ALA");
1205     modifications.put("AFA", "ASN");
1206     modifications.put("AFF", "ASN");
1207     modifications.put("AFG", "GLY");
1208     modifications.put("AGM", "ARG");
1209     modifications.put("AGT", "CYS");
1210     modifications.put("AHB", "ASN");
1211     modifications.put("AHH", "XAA");
1212     modifications.put("AHO", "ALA");
1213     modifications.put("AHP", "ALA");
1214     modifications.put("AHS", "XAA");
1215     modifications.put("AHT", "XAA");
1216     modifications.put("AIB", "ALA");
1217     modifications.put("AKL", "ASP");
1218     modifications.put("AKZ", "ASP");
1219     modifications.put("ALA", "ALA");
1220     modifications.put("ALC", "ALA");
1221     modifications.put("ALM", "ALA");
1222     modifications.put("ALN", "ALA");
1223     modifications.put("ALO", "THR");
1224     modifications.put("ALQ", "XAA");
1225     modifications.put("ALS", "ALA");
1226     modifications.put("ALT", "ALA");
1227     modifications.put("ALV", "ALA");
1228     modifications.put("ALY", "LYS");
1229     modifications.put("AN8", "ALA");
1230     modifications.put("AP7", "ALA");
1231     modifications.put("APE", "XAA");
1232     modifications.put("APH", "ALA");
1233     modifications.put("API", "LYS");
1234     modifications.put("APK", "LYS");
1235     modifications.put("APM", "XAA");
1236     modifications.put("APP", "XAA");
1237     modifications.put("AR2", "ARG");
1238     modifications.put("AR4", "GLU");
1239     modifications.put("AR7", "ARG");
1240     modifications.put("ARG", "ARG");
1241     modifications.put("ARM", "ARG");
1242     modifications.put("ARO", "ARG");
1243     modifications.put("ARV", "XAA");
1244     modifications.put("AS ", "ALA");
1245     modifications.put("AS2", "ASP");
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1935     modifications.put("OTH", "THR");
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1942     modifications.put("P2U", "UR3");
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1944     modifications.put("P5P", "ALA");
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1946     modifications.put("PAS", "ASP");
1947     modifications.put("PAT", "TRP");
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1967     modifications.put("PGP", "GLY");
1968     modifications.put("PGY", "GLY");
1969     modifications.put("PHA", "PHE");
1970     modifications.put("PHD", "ASP");
1971     modifications.put("PHE", "PHE");
1972     modifications.put("PHI", "PHE");
1973     modifications.put("PHL", "PHE");
1974     modifications.put("PHM", "PHE");
1975     modifications.put("PIA", "AYG");
1976     modifications.put("PIV", "XAA");
1977     modifications.put("PLE", "LEU");
1978     modifications.put("PM3", "PHE");
1979     modifications.put("PMT", "CYS");
1980     modifications.put("POM", "PRO");
1981     modifications.put("PPN", "PHE");
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1983     modifications.put("PPW", "GLY");
1984     modifications.put("PQ1", "ASN");
1985     modifications.put("PR3", "CYS");
1986     modifications.put("PR5", "ALA");
1987     modifications.put("PR9", "PRO");
1988     modifications.put("PRN", "ALA");
1989     modifications.put("PRO", "PRO");
1990     modifications.put("PRS", "PRO");
1991     modifications.put("PSA", "PHE");
1992     modifications.put("PSH", "HIS");
1993     modifications.put("PST", "THR");
1994     modifications.put("PSU", "UR3");
1995     modifications.put("PSW", "CYS");
1996     modifications.put("PTA", "XAA");
1997     modifications.put("PTH", "TYR");
1998     modifications.put("PTM", "TYR");
1999     modifications.put("PTR", "TYR");
2000     modifications.put("PU ", "ALA");
2001     modifications.put("PUY", "ASN");
2002     modifications.put("PVH", "HIS");
2003     modifications.put("PVL", "XAA");
2004     modifications.put("PYA", "ALA");
2005     modifications.put("PYO", "UR3");
2006     modifications.put("PYX", "CYS");
2007     modifications.put("PYY", "ASN");
2008     modifications.put("QLG", "QLG");
2009     modifications.put("QMM", "GLN");
2010     modifications.put("QPA", "CYS");
2011     modifications.put("QPH", "PHE");
2012     modifications.put("QUO", "GLY");
2013     modifications.put("R  ", "ALA");
2014     modifications.put("R1A", "CYS");
2015     modifications.put("R4K", "TRP");
2016     modifications.put("RC7", "HYG");
2017     modifications.put("RE0", "TRP");
2018     modifications.put("RE3", "TRP");
2019     modifications.put("RIA", "ALA");
2020     modifications.put("RMP", "ALA");
2021     modifications.put("RON", "XAA");
2022     modifications.put("RT ", "THR");
2023     modifications.put("RTP", "ASN");
2024     modifications.put("S1H", "SER");
2025     modifications.put("S2C", "CYS");
2026     modifications.put("S2D", "ALA");
2027     modifications.put("S2M", "THR");
2028     modifications.put("S2P", "ALA");
2029     modifications.put("S4A", "ALA");
2030     modifications.put("S4C", "CYS");
2031     modifications.put("S4G", "GLY");
2032     modifications.put("S4U", "UR3");
2033     modifications.put("S6G", "GLY");
2034     modifications.put("SAC", "SER");
2035     modifications.put("SAH", "CYS");
2036     modifications.put("SAR", "GLY");
2037     modifications.put("SBL", "SER");
2038     modifications.put("SC ", "CYS");
2039     modifications.put("SCH", "CYS");
2040     modifications.put("SCS", "CYS");
2041     modifications.put("SCY", "CYS");
2042     modifications.put("SD2", "XAA");
2043     modifications.put("SDG", "GLY");
2044     modifications.put("SDP", "SER");
2045     modifications.put("SEB", "SER");
2046     modifications.put("SEC", "ALA");
2047     modifications.put("SEG", "ALA");
2048     modifications.put("SEL", "SER");
2049     modifications.put("SEM", "SER");
2050     modifications.put("SEN", "SER");
2051     modifications.put("SEP", "SER");
2052     modifications.put("SER", "SER");
2053     modifications.put("SET", "SER");
2054     modifications.put("SGB", "SER");
2055     modifications.put("SHC", "CYS");
2056     modifications.put("SHP", "GLY");
2057     modifications.put("SHR", "LYS");
2058     modifications.put("SIB", "CYS");
2059     modifications.put("SIC", "DC"); // check
2060     modifications.put("SLA", "PRO");
2061     modifications.put("SLR", "PRO");
2062     modifications.put("SLZ", "LYS");
2063     modifications.put("SMC", "CYS");
2064     modifications.put("SME", "MET");
2065     modifications.put("SMF", "PHE");
2066     modifications.put("SMP", "ALA");
2067     modifications.put("SMT", "THR");
2068     modifications.put("SNC", "CYS");
2069     modifications.put("SNN", "ASN");
2070     modifications.put("SOC", "CYS");
2071     modifications.put("SOS", "ASN");
2072     modifications.put("SOY", "SER");
2073     modifications.put("SPT", "THR");
2074     modifications.put("SRA", "ALA");
2075     modifications.put("SSU", "UR3");
2076     modifications.put("STY", "TYR");
2077     modifications.put("SUB", "XAA");
2078     modifications.put("SUI", "DG");
2079     modifications.put("SUN", "SER");
2080     modifications.put("SUR", "UR3");
2081     modifications.put("SVA", "SER");
2082     modifications.put("SVV", "SER");
2083     modifications.put("SVW", "SER");
2084     modifications.put("SVX", "SER");
2085     modifications.put("SVY", "SER");
2086     modifications.put("SVZ", "XAA");
2087     modifications.put("SWG", "SWG");
2088     modifications.put("SYS", "CYS");
2089     modifications.put("T  ", "THR");
2090     modifications.put("T11", "PHE");
2091     modifications.put("T23", "THR");
2092     modifications.put("T2S", "THR");
2093     modifications.put("T2T", "ASN");
2094     modifications.put("T31", "UR3");
2095     modifications.put("T32", "THR");
2096     modifications.put("T36", "THR");
2097     modifications.put("T37", "THR");
2098     modifications.put("T38", "THR");
2099     modifications.put("T39", "THR");
2100     modifications.put("T3P", "THR");
2101     modifications.put("T41", "THR");
2102     modifications.put("T48", "THR");
2103     modifications.put("T49", "THR");
2104     modifications.put("T4S", "THR");
2105     modifications.put("T5O", "UR3");
2106     modifications.put("T5S", "THR");
2107     modifications.put("T66", "XAA");
2108     modifications.put("T6A", "ALA");
2109     modifications.put("TA3", "THR");
2110     modifications.put("TA4", "XAA");
2111     modifications.put("TAF", "THR");
2112     modifications.put("TAL", "ASN");
2113     modifications.put("TAV", "ASP");
2114     modifications.put("TBG", "VAL");
2115     modifications.put("TBM", "THR");
2116     modifications.put("TC1", "CYS");
2117     modifications.put("TCP", "THR");
2118     modifications.put("TCQ", "TYR");
2119     modifications.put("TCR", "TRP");
2120     modifications.put("TCY", "ALA");
2121     modifications.put("TDD", "LEU");
2122     modifications.put("TDY", "THR");
2123     modifications.put("TFE", "THR");
2124     modifications.put("TFO", "ALA");
2125     modifications.put("TFQ", "PHE");
2126     modifications.put("TFT", "THR");
2127     modifications.put("TGP", "GLY");
2128     modifications.put("TH6", "THR");
2129     modifications.put("THC", "THR");
2130     modifications.put("THO", "XAA");
2131     modifications.put("THR", "THR");
2132     modifications.put("THX", "ASN");
2133     modifications.put("THZ", "ARG");
2134     modifications.put("TIH", "ALA");
2135     modifications.put("TLB", "ASN");
2136     modifications.put("TLC", "THR");
2137     modifications.put("TLN", "UR3");
2138     modifications.put("TMB", "THR");
2139     modifications.put("TMD", "THR");
2140     modifications.put("TNB", "CYS");
2141     modifications.put("TNR", "SER");
2142     modifications.put("TOX", "TRP");
2143     modifications.put("TP1", "THR");
2144     modifications.put("TPC", "CYS");
2145     modifications.put("TPG", "GLY");
2146     modifications.put("TPH", "XAA");
2147     modifications.put("TPL", "TRP");
2148     modifications.put("TPO", "THR");
2149     modifications.put("TPQ", "TYR");
2150     modifications.put("TQI", "TRP");
2151     modifications.put("TQQ", "TRP");
2152     modifications.put("TRF", "TRP");
2153     modifications.put("TRG", "LYS");
2154     modifications.put("TRN", "TRP");
2155     modifications.put("TRO", "TRP");
2156     modifications.put("TRP", "TRP");
2157     modifications.put("TRQ", "TRP");
2158     modifications.put("TRW", "TRP");
2159     modifications.put("TRX", "TRP");
2160     modifications.put("TS ", "ASN");
2161     modifications.put("TST", "XAA");
2162     modifications.put("TT ", "ASN");
2163     modifications.put("TTD", "THR");
2164     modifications.put("TTI", "UR3");
2165     modifications.put("TTM", "THR");
2166     modifications.put("TTQ", "TRP");
2167     modifications.put("TTS", "TYR");
2168     modifications.put("TY1", "TYR");
2169     modifications.put("TY2", "TYR");
2170     modifications.put("TY3", "TYR");
2171     modifications.put("TY5", "TYR");
2172     modifications.put("TYB", "TYR");
2173     modifications.put("TYI", "TYR");
2174     modifications.put("TYJ", "TYR");
2175     modifications.put("TYN", "TYR");
2176     modifications.put("TYO", "TYR");
2177     modifications.put("TYQ", "TYR");
2178     modifications.put("TYR", "TYR");
2179     modifications.put("TYS", "TYR");
2180     modifications.put("TYT", "TYR");
2181     modifications.put("TYU", "ASN");
2182     modifications.put("TYW", "TYR");
2183     modifications.put("TYX", "XAA");
2184     modifications.put("TYY", "TYR");
2185     modifications.put("TZB", "XAA");
2186     modifications.put("TZO", "XAA");
2187     modifications.put("U  ", "UR3");
2188     modifications.put("U25", "UR3");
2189     modifications.put("U2L", "UR3");
2190     modifications.put("U2N", "UR3");
2191     modifications.put("U2P", "UR3");
2192     modifications.put("U31", "UR3");
2193     modifications.put("U33", "UR3");
2194     modifications.put("U34", "UR3");
2195     modifications.put("U36", "UR3");
2196     modifications.put("U37", "UR3");
2197     modifications.put("U8U", "UR3");
2198     modifications.put("UAR", "UR3");
2199     modifications.put("UCL", "UR3");
2200     modifications.put("UD5", "UR3");
2201     modifications.put("UDP", "ASN");
2202     modifications.put("UFP", "ASN");
2203     modifications.put("UFR", "UR3");
2204     modifications.put("UFT", "UR3");
2205     modifications.put("UMA", "ALA");
2206     modifications.put("UMP", "UR3");
2207     modifications.put("UMS", "UR3");
2208     modifications.put("UN1", "XAA");
2209     modifications.put("UN2", "XAA");
2210     modifications.put("UNK", "XAA");
2211     modifications.put("UR3", "UR3");
2212     modifications.put("URD", "UR3");
2213     modifications.put("US1", "UR3");
2214     modifications.put("US2", "UR3");
2215     modifications.put("US3", "THR");
2216     modifications.put("US5", "UR3");
2217     modifications.put("USM", "UR3");
2218     modifications.put("VAD", "VAL");
2219     modifications.put("VAF", "VAL");
2220     modifications.put("VAL", "VAL");
2221     modifications.put("VB1", "LYS");
2222     modifications.put("VDL", "XAA");
2223     modifications.put("VLL", "XAA");
2224     modifications.put("VLM", "XAA");
2225     modifications.put("VMS", "XAA");
2226     modifications.put("VOL", "XAA");
2227     modifications.put("WCR", "GYG");
2228     modifications.put("X  ", "GLY");
2229     modifications.put("X2W", "GLU");
2230     modifications.put("X4A", "ASN");
2231     modifications.put("X9Q", "AFG");
2232     modifications.put("XAD", "ALA");
2233     modifications.put("XAE", "ASN");
2234     modifications.put("XAL", "ALA");
2235     modifications.put("XAR", "ASN");
2236     modifications.put("XCL", "CYS");
2237     modifications.put("XCN", "CYS");
2238     modifications.put("XCP", "XAA");
2239     modifications.put("XCR", "CYS");
2240     modifications.put("XCS", "ASN");
2241     modifications.put("XCT", "CYS");
2242     modifications.put("XCY", "CYS");
2243     modifications.put("XGA", "ASN");
2244     modifications.put("XGL", "GLY");
2245     modifications.put("XGR", "GLY");
2246     modifications.put("XGU", "GLY");
2247     modifications.put("XPR", "PRO");
2248     modifications.put("XSN", "ASN");
2249     modifications.put("XTH", "THR");
2250     modifications.put("XTL", "THR");
2251     modifications.put("XTR", "THR");
2252     modifications.put("XTS", "GLY");
2253     modifications.put("XTY", "ASN");
2254     modifications.put("XUA", "ALA");
2255     modifications.put("XUG", "GLY");
2256     modifications.put("XX1", "LYS");
2257     modifications.put("XXY", "THG");
2258     modifications.put("XYG", "DYG");
2259     modifications.put("Y  ", "ALA");
2260     modifications.put("YCM", "CYS");
2261     modifications.put("YG ", "GLY");
2262     modifications.put("YOF", "TYR");
2263     modifications.put("YRR", "ASN");
2264     modifications.put("YYG", "GLY");
2265     modifications.put("Z  ", "CYS");
2266     modifications.put("Z01", "ALA");
2267     modifications.put("ZAD", "ALA");
2268     modifications.put("ZAL", "ALA");
2269     modifications.put("ZBC", "CYS");
2270     modifications.put("ZBU", "UR3");
2271     modifications.put("ZCL", "PHE");
2272     modifications.put("ZCY", "CYS");
2273     modifications.put("ZDU", "UR3");
2274     modifications.put("ZFB", "XAA");
2275     modifications.put("ZGU", "GLY");
2276     modifications.put("ZHP", "ASN");
2277     modifications.put("ZTH", "THR");
2278     modifications.put("ZU0", "THR");
2279     modifications.put("ZZJ", "ALA");
2280
2281   }
2282
2283   static
2284   {
2285     Map<Character, Float> amino = new HashMap<>();
2286     amino.put('A', 0.0826f);
2287     amino.put('Q', 0.0393f);
2288     amino.put('L', 0.0965f);
2289     amino.put('S', 0.0661f);
2290     amino.put('R', 0.0553f);
2291     amino.put('E', 0.0674f);
2292     amino.put('K', 0.0582f);
2293     amino.put('T', 0.0535f);
2294     amino.put('N', 0.0406f);
2295     amino.put('G', 0.0708f);
2296     amino.put('M', 0.0241f);
2297     amino.put('W', 0.0109f);
2298     amino.put('D', 0.0546f);
2299     amino.put('H', 0.0227f);
2300     amino.put('F', 0.0386f);
2301     amino.put('Y', 0.0292f);
2302     amino.put('C', 0.0137f);
2303     amino.put('I', 0.0593f);
2304     amino.put('P', 0.0472f);
2305     amino.put('V', 0.0686f);
2306     backgroundFrequencies.put(ALPHABET_AMINO, amino);
2307     // todo: these don't match https://www.ebi.ac.uk/uniprot/TrEMBLstats - what
2308     // are they?
2309   }
2310
2311   // TODO get correct frequencies
2312
2313   static
2314   {
2315     Map<Character, Float> dna = new HashMap<>();
2316     dna.put('A', 0.25f);
2317     dna.put('C', 0.25f);
2318     dna.put('T', 0.25f);
2319     dna.put('G', 0.25f);
2320     backgroundFrequencies.put(ALPHABET_DNA, dna);
2321
2322   }
2323
2324   static
2325   {
2326     Map<Character, Float> rna = new HashMap<>();
2327     rna.put('A', 0.25f);
2328     rna.put('C', 0.25f);
2329     rna.put('T', 0.25f);
2330     rna.put('G', 0.25f);
2331     backgroundFrequencies.put(ALPHABET_RNA, rna);
2332
2333   }
2334
2335   public static String getCanonicalAminoAcid(String aA)
2336   {
2337     String canonical = modifications.get(aA);
2338     return canonical == null ? aA : canonical;
2339   }
2340
2341   // main method generates perl representation of residue property hash
2342   // / cut here
2343   /**
2344    * @j2sIgnore
2345    * @param args
2346    */
2347   public static void main(String[] args)
2348   {
2349     Hashtable<String, Vector<String>> aaProps = new Hashtable<>();
2350     System.out.println("my %aa = {");
2351     // invert property hashes
2352     for (String pname : propHash.keySet())
2353     {
2354       Map<String, Integer> phash = propHash.get(pname);
2355       for (String rname : phash.keySet())
2356       {
2357         Vector<String> aprops = aaProps.get(rname);
2358         if (aprops == null)
2359         {
2360           aprops = new Vector<>();
2361           aaProps.put(rname, aprops);
2362         }
2363         Integer hasprop = phash.get(rname);
2364         if (hasprop.intValue() == 1)
2365         {
2366           aprops.addElement(pname);
2367         }
2368       }
2369     }
2370     Enumeration<String> res = aaProps.keys();
2371     while (res.hasMoreElements())
2372     {
2373       String rname = res.nextElement();
2374
2375       System.out.print("'" + rname + "' => [");
2376       Enumeration<String> props = aaProps.get(rname).elements();
2377       while (props.hasMoreElements())
2378       {
2379         System.out.print("'" + props.nextElement() + "'");
2380         if (props.hasMoreElements())
2381         {
2382           System.out.println(", ");
2383         }
2384       }
2385       System.out.println("]" + (res.hasMoreElements() ? "," : ""));
2386     }
2387     System.out.println("};");
2388   }
2389
2390   // to here
2391
2392   /**
2393    * Returns a list of residue characters for the specified inputs
2394    *
2395    * @param forNucleotide
2396    * @param includeAmbiguous
2397    * @return
2398    */
2399   public static List<String> getResidues(boolean forNucleotide,
2400           boolean includeAmbiguous)
2401   {
2402     List<String> result = new ArrayList<>();
2403     if (forNucleotide)
2404     {
2405       for (String nuc : nucleotideName.keySet())
2406       {
2407         int val = nucleotideIndex[nuc.charAt(0)];
2408         if ((!includeAmbiguous && val > 4) || (val >= maxNucleotideIndex))
2409         {
2410           continue;
2411         }
2412         nuc = nuc.toUpperCase();
2413         if (!result.contains(nuc))
2414         {
2415           result.add(nuc);
2416         }
2417       }
2418     }
2419     else
2420     {
2421       /*
2422        * Peptide
2423        */
2424       for (String res : aa3Hash.keySet())
2425       {
2426         int index = aa3Hash.get(res).intValue();
2427         if ((!includeAmbiguous && index >= 20) || index >= maxProteinIndex)
2428         {
2429           continue;
2430         }
2431         res = res.toUpperCase();
2432         if (!result.contains(res))
2433         {
2434           result.add(res);
2435         }
2436       }
2437     }
2438
2439     return result;
2440   }
2441
2442   /**
2443    * Returns the single letter code for a three letter code, or '0' if not known
2444    *
2445    * @param threeLetterCode
2446    *          not case sensitive
2447    * @return
2448    */
2449   public static char getSingleCharacterCode(String threeLetterCode)
2450   {
2451     if (threeLetterCode == null)
2452     {
2453       return '0';
2454     }
2455     Integer index = ResidueProperties.aa3Hash
2456             .get(threeLetterCode.toUpperCase());
2457     return index == null ? '0' : aa[index].charAt(0);
2458   }
2459 }