src/jalview/schemes/ResidueProperties.java

   1 /*
   2  * Jalview - A Sequence Alignment Editor and Viewer (Version 2.8.1)
   3  * Copyright (C) 2014 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 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  * The Jalview Authors are detailed in the 'AUTHORS' file.
  18  */
  19 package jalview.schemes;
  20
  21 import jalview.analysis.scoremodels.PIDScoreModel;
  22 import jalview.api.analysis.ScoreModelI;
  23
  24 import java.util.*;
  25 import java.util.List;
  26 import java.awt.*;
  27
  28 public class ResidueProperties
  29 {
  30   public static Hashtable<String,ScoreModelI> scoreMatrices = new Hashtable();
  31
  32   // Stores residue codes/names and colours and other things
  33   public static final int[] aaIndex; // aaHash version 2.1.1 and below
  34
  35   public static final int[] nucleotideIndex;
  36
  37   public static final int[] purinepyrimidineIndex;
  38
  39   public static final Hashtable aa3Hash = new Hashtable();
  40
  41   public static final Hashtable aa2Triplet = new Hashtable();
  42
  43   public static final Hashtable nucleotideName = new Hashtable();
  44
  45   static
  46   {
  47     aaIndex = new int[255];
  48     for (int i = 0; i < 255; i++)
  49     {
  50       aaIndex[i] = 23;
  51     }
  52
  53     aaIndex['A'] = 0;
  54     aaIndex['R'] = 1;
  55     aaIndex['N'] = 2;
  56     aaIndex['D'] = 3;
  57     aaIndex['C'] = 4;
  58     aaIndex['Q'] = 5;
  59     aaIndex['E'] = 6;
  60     aaIndex['G'] = 7;
  61     aaIndex['H'] = 8;
  62     aaIndex['I'] = 9;
  63     aaIndex['L'] = 10;
  64     aaIndex['K'] = 11;
  65     aaIndex['M'] = 12;
  66     aaIndex['F'] = 13;
  67     aaIndex['P'] = 14;
  68     aaIndex['S'] = 15;
  69     aaIndex['T'] = 16;
  70     aaIndex['W'] = 17;
  71     aaIndex['Y'] = 18;
  72     aaIndex['V'] = 19;
  73     aaIndex['B'] = 20;
  74     aaIndex['Z'] = 21;
  75     aaIndex['X'] = 22;
  76     aaIndex['U'] = 22;
  77     aaIndex['a'] = 0;
  78     aaIndex['r'] = 1;
  79     aaIndex['n'] = 2;
  80     aaIndex['d'] = 3;
  81     aaIndex['c'] = 4;
  82     aaIndex['q'] = 5;
  83     aaIndex['e'] = 6;
  84     aaIndex['g'] = 7;
  85     aaIndex['h'] = 8;
  86     aaIndex['i'] = 9;
  87     aaIndex['l'] = 10;
  88     aaIndex['k'] = 11;
  89     aaIndex['m'] = 12;
  90     aaIndex['f'] = 13;
  91     aaIndex['p'] = 14;
  92     aaIndex['s'] = 15;
  93     aaIndex['t'] = 16;
  94     aaIndex['w'] = 17;
  95     aaIndex['y'] = 18;
  96     aaIndex['v'] = 19;
  97     aaIndex['b'] = 20;
  98     aaIndex['z'] = 21;
  99     aaIndex['x'] = 22;
 100     aaIndex['u'] = 22; // TODO: selenocystine triplet and codons needed. also
 101     // extend subt. matrices
 102   }
 103
 104   /**
 105    * maximum (gap) index for matrices involving protein alphabet
 106    */
 107   public final static int maxProteinIndex = 23;
 108
 109   /**
 110    * maximum (gap) index for matrices involving nucleotide alphabet
 111    */
 112   public final static int maxNucleotideIndex = 10;
 113
 114   static
 115   {
 116     nucleotideIndex = new int[255];
 117     for (int i = 0; i < 255; i++)
 118     {
 119       nucleotideIndex[i] = 10; // non-nucleotide symbols are all non-gap gaps.
 120     }
 121
 122     nucleotideIndex['A'] = 0;
 123     nucleotideIndex['a'] = 0;
 124     nucleotideIndex['C'] = 1;
 125     nucleotideIndex['c'] = 1;
 126     nucleotideIndex['G'] = 2;
 127     nucleotideIndex['g'] = 2;
 128     nucleotideIndex['T'] = 3;
 129     nucleotideIndex['t'] = 3;
 130     nucleotideIndex['U'] = 4;
 131     nucleotideIndex['u'] = 4;
 132     nucleotideIndex['I'] = 5;
 133     nucleotideIndex['i'] = 5;
 134     nucleotideIndex['X'] = 6;
 135     nucleotideIndex['x'] = 6;
 136     nucleotideIndex['R'] = 7;
 137     nucleotideIndex['r'] = 7;
 138     nucleotideIndex['Y'] = 8;
 139     nucleotideIndex['y'] = 8;
 140     nucleotideIndex['N'] = 9;
 141     nucleotideIndex['n'] = 9;
 142
 143     nucleotideName.put("A", "Adenine");
 144     nucleotideName.put("a", "Adenine");
 145     nucleotideName.put("G", "Guanine");
 146     nucleotideName.put("g", "Guanine");
 147     nucleotideName.put("C", "Cytosine");
 148     nucleotideName.put("c", "Cytosine");
 149     nucleotideName.put("T", "Thymine");
 150     nucleotideName.put("t", "Thymine");
 151     nucleotideName.put("U", "Uracil");
 152     nucleotideName.put("u", "Uracil");
 153     nucleotideName.put("I", "Inosine");
 154     nucleotideName.put("i", "Inosine");
 155     nucleotideName.put("X", "Xanthine");
 156     nucleotideName.put("x", "Xanthine");
 157     nucleotideName.put("R", "Unknown Purine");
 158     nucleotideName.put("r", "Unknown Purine");
 159     nucleotideName.put("Y", "Unknown Pyrimidine");
 160     nucleotideName.put("y", "Unknown Pyrimidine");
 161     nucleotideName.put("N", "Unknown");
 162     nucleotideName.put("n", "Unknown");
 163     nucleotideName.put("W", "Weak nucleotide (A or T)");
 164     nucleotideName.put("w", "Weak nucleotide (A or T)");
 165     nucleotideName.put("S", "Strong nucleotide (G or C)");
 166     nucleotideName.put("s", "Strong nucleotide (G or C)");
 167     nucleotideName.put("M", "Amino (A or C)");
 168     nucleotideName.put("m", "Amino (A or C)");
 169     nucleotideName.put("K", "Keto (G or T)");
 170     nucleotideName.put("k", "Keto (G or T)");
 171     nucleotideName.put("B", "Not A (G or C or T)");
 172     nucleotideName.put("b", "Not A (G or C or T)");
 173     nucleotideName.put("H", "Not G (A or C or T)");
 174     nucleotideName.put("h", "Not G (A or C or T)");
 175     nucleotideName.put("D", "Not C (A or G or T)");
 176     nucleotideName.put("d", "Not C (A or G or T)");
 177     nucleotideName.put("V", "Not T (A or G or C");
 178     nucleotideName.put("v", "Not T (A or G or C");
 179
 180   }
 181
 182   static
 183   {
 184     purinepyrimidineIndex = new int[255];
 185     for (int i = 0; i < 255; i++)
 186     {
 187       purinepyrimidineIndex[i] = 3; // non-nucleotide symbols are all non-gap
 188       // gaps.
 189     }
 190
 191     purinepyrimidineIndex['A'] = 0;
 192     purinepyrimidineIndex['a'] = 0;
 193     purinepyrimidineIndex['C'] = 1;
 194     purinepyrimidineIndex['c'] = 1;
 195     purinepyrimidineIndex['G'] = 0;
 196     purinepyrimidineIndex['g'] = 0;
 197     purinepyrimidineIndex['T'] = 1;
 198     purinepyrimidineIndex['t'] = 1;
 199     purinepyrimidineIndex['U'] = 1;
 200     purinepyrimidineIndex['u'] = 1;
 201     purinepyrimidineIndex['I'] = 2;
 202     purinepyrimidineIndex['i'] = 2;
 203     purinepyrimidineIndex['X'] = 2;
 204     purinepyrimidineIndex['x'] = 2;
 205     purinepyrimidineIndex['R'] = 0;
 206     purinepyrimidineIndex['r'] = 0;
 207     purinepyrimidineIndex['Y'] = 1;
 208     purinepyrimidineIndex['y'] = 1;
 209     purinepyrimidineIndex['N'] = 2;
 210     purinepyrimidineIndex['n'] = 2;
 211   }
 212
 213   static
 214   {
 215     aa3Hash.put("ALA", new Integer(0));
 216     aa3Hash.put("ARG", new Integer(1));
 217     aa3Hash.put("ASN", new Integer(2));
 218     aa3Hash.put("ASP", new Integer(3)); // D
 219     aa3Hash.put("CYS", new Integer(4));
 220     aa3Hash.put("GLN", new Integer(5)); // Q
 221     aa3Hash.put("GLU", new Integer(6)); // E
 222     aa3Hash.put("GLY", new Integer(7));
 223     aa3Hash.put("HIS", new Integer(8));
 224     aa3Hash.put("ILE", new Integer(9));
 225     aa3Hash.put("LEU", new Integer(10));
 226     aa3Hash.put("LYS", new Integer(11));
 227     aa3Hash.put("MET", new Integer(12));
 228     aa3Hash.put("PHE", new Integer(13));
 229     aa3Hash.put("PRO", new Integer(14));
 230     aa3Hash.put("SER", new Integer(15));
 231     aa3Hash.put("THR", new Integer(16));
 232     aa3Hash.put("TRP", new Integer(17));
 233     aa3Hash.put("TYR", new Integer(18));
 234     aa3Hash.put("VAL", new Integer(19));
 235     // IUB Nomenclature for ambiguous peptides
 236     aa3Hash.put("ASX", new Integer(20)); // "B";
 237     aa3Hash.put("GLX", new Integer(21)); // X
 238     aa3Hash.put("XAA", new Integer(22)); // X unknown
 239     aa3Hash.put("-", new Integer(23));
 240     aa3Hash.put("*", new Integer(23));
 241     aa3Hash.put(".", new Integer(23));
 242     aa3Hash.put(" ", new Integer(23));
 243     aa3Hash.put("Gap", new Integer(23));
 244   }
 245
 246   static
 247   {
 248     aa2Triplet.put("A", "ALA");
 249     aa2Triplet.put("a", "ALA");
 250     aa2Triplet.put("R", "ARG");
 251     aa2Triplet.put("r", "ARG");
 252     aa2Triplet.put("N", "ASN");
 253     aa2Triplet.put("n", "ASN");
 254     aa2Triplet.put("D", "ASP");
 255     aa2Triplet.put("d", "ASP");
 256     aa2Triplet.put("C", "CYS");
 257     aa2Triplet.put("c", "CYS");
 258     aa2Triplet.put("Q", "GLN");
 259     aa2Triplet.put("q", "GLN");
 260     aa2Triplet.put("E", "GLU");
 261     aa2Triplet.put("e", "GLU");
 262     aa2Triplet.put("G", "GLY");
 263     aa2Triplet.put("g", "GLY");
 264     aa2Triplet.put("H", "HIS");
 265     aa2Triplet.put("h", "HIS");
 266     aa2Triplet.put("I", "ILE");
 267     aa2Triplet.put("i", "ILE");
 268     aa2Triplet.put("L", "LEU");
 269     aa2Triplet.put("l", "LEU");
 270     aa2Triplet.put("K", "LYS");
 271     aa2Triplet.put("k", "LYS");
 272     aa2Triplet.put("M", "MET");
 273     aa2Triplet.put("m", "MET");
 274     aa2Triplet.put("F", "PHE");
 275     aa2Triplet.put("f", "PHE");
 276     aa2Triplet.put("P", "PRO");
 277     aa2Triplet.put("p", "PRO");
 278     aa2Triplet.put("S", "SER");
 279     aa2Triplet.put("s", "SER");
 280     aa2Triplet.put("T", "THR");
 281     aa2Triplet.put("t", "THR");
 282     aa2Triplet.put("W", "TRP");
 283     aa2Triplet.put("w", "TRP");
 284     aa2Triplet.put("Y", "TYR");
 285     aa2Triplet.put("y", "TYR");
 286     aa2Triplet.put("V", "VAL");
 287     aa2Triplet.put("v", "VAL");
 288   }
 289
 290   public static final String[] aa =
 291   { "A", "R", "N", "D", "C", "Q", "E", "G", "H", "I", "L", "K", "M", "F",
 292       "P", "S", "T", "W", "Y", "V", "B", "Z", "X", "_", "*", ".", " " };
 293
 294   public static final Color midBlue = new Color(100, 100, 255);
 295
 296   public static final Vector scaleColours = new Vector();
 297
 298   static
 299   {
 300     scaleColours.addElement(new Color(114, 0, 147));
 301     scaleColours.addElement(new Color(156, 0, 98));
 302     scaleColours.addElement(new Color(190, 0, 0));
 303     scaleColours.addElement(Color.red);
 304     scaleColours.addElement(new Color(255, 125, 0));
 305     scaleColours.addElement(Color.orange);
 306     scaleColours.addElement(new Color(255, 194, 85));
 307     scaleColours.addElement(Color.yellow);
 308     scaleColours.addElement(new Color(255, 255, 181));
 309     scaleColours.addElement(Color.white);
 310   }
 311
 312   public static final Color[] taylor =
 313   { new Color(204, 255, 0), // A Greenish-yellowy-yellow
 314       new Color(0, 0, 255), // R Blueish-bluey-blue
 315       new Color(204, 0, 255), // N Blueish-reddy-blue
 316       new Color(255, 0, 0), // D Reddish-reddy-red
 317       new Color(255, 255, 0), // C Yellowish-yellowy-yellow
 318       new Color(255, 0, 204), // Q Reddish-bluey-red
 319       new Color(255, 0, 102), // E Blueish-reddy-red
 320       new Color(255, 153, 0), // G Yellowy-reddy-yellow
 321       new Color(0, 102, 255), // H Greenish-bluey-blue
 322       new Color(102, 255, 0), // I Greenish-yellowy-green
 323       new Color(51, 255, 0), // L Yellowish-greeny-green
 324       new Color(102, 0, 255), // K Reddish-bluey-blue
 325       new Color(0, 255, 0), // M Greenish-greeny-green
 326       new Color(0, 255, 102), // F Blueish-greeny-green
 327       new Color(255, 204, 0), // P Reddish-yellowy-yellow
 328       new Color(255, 51, 0), // S Yellowish-reddy-red
 329       new Color(255, 102, 0), // T Reddish-yellowy-red
 330       new Color(0, 204, 255), // W Blueish-greeny-green
 331       new Color(0, 255, 204), // Y Greenish-bluey-green
 332       new Color(153, 255, 0), // V Yellowish-greeny-yellow
 333       Color.white, // B
 334       Color.white, // Z
 335       Color.white, // X
 336       Color.white, // -
 337       Color.white, // *
 338       Color.white // .
 339   };
 340
 341   public static final Color[] nucleotide =
 342   { new Color(100, 247, 63), // A
 343       new Color(255, 179, 64), // C
 344       new Color(235, 65, 60), // G
 345       new Color(60, 136, 238), // T
 346       new Color(60, 136, 238), // U
 347       Color.white, // I (inosine)
 348       Color.white, // X (xanthine)
 349       Color.white, // R
 350       Color.white, // Y
 351       Color.white, // N
 352       Color.white, // Gap
 353   };
 354
 355   // Added for PurinePyrimidineColourScheme
 356   public static final Color[] purinepyrimidine =
 357   { new Color(255, 131, 250), // A, G, R purines purplish/orchid
 358       new Color(64, 224, 208), // C,U, T, Y pyrimidines turquoise
 359       Color.white, // all other nucleotides
 360       Color.white // Gap
 361   };
 362
 363   // Zappo
 364   public static final Color[] zappo =
 365   { Color.pink, // A
 366       midBlue, // R
 367       Color.green, // N
 368       Color.red, // D
 369       Color.yellow, // C
 370       Color.green, // Q
 371       Color.red, // E
 372       Color.magenta, // G
 373       midBlue,// Color.red, // H
 374       Color.pink, // I
 375       Color.pink, // L
 376       midBlue, // K
 377       Color.pink, // M
 378       Color.orange, // F
 379       Color.magenta, // P
 380       Color.green, // S
 381       Color.green, // T
 382       Color.orange, // W
 383       Color.orange, // Y
 384       Color.pink, // V
 385       Color.white, // B
 386       Color.white, // Z
 387       Color.white, // X
 388       Color.white, // -
 389       Color.white, // *
 390       Color.white, // .
 391       Color.white // ' '
 392   };
 393
 394   // Dunno where I got these numbers from
 395   public static final double[] hyd2 =
 396   { 0.62, // A
 397       0.29, // R
 398       -0.90, // N
 399       -0.74, // D
 400       1.19, // C
 401       0.48, // Q
 402       -0.40, // E
 403       1.38, // G
 404       -1.50, // H
 405       1.06, // I
 406       0.64, // L
 407       -0.78, // K
 408       0.12, // M
 409       -0.85, // F
 410       -2.53, // P
 411       -0.18, // S
 412       -0.05, // T
 413       1.08, // W
 414       0.81, // Y
 415       0.0, // V
 416       0.26, // B
 417       0.0, // Z
 418       0.0 // X
 419   };
 420
 421   public static final double[] helix =
 422   { 1.42, 0.98, 0.67, 1.01, 0.70, 1.11, 1.51, 0.57, 1.00, 1.08, 1.21, 1.16,
 423       1.45, 1.13, 0.57, 0.77, 0.83, 1.08, 0.69, 1.06, 0.84, 1.31, 1.00, 0.0 };
 424
 425   public static final double helixmin = 0.57;
 426
 427   public static final double helixmax = 1.51;
 428
 429   public static final double[] strand =
 430   { 0.83, 0.93, 0.89, 0.54, 1.19, 1.10, 0.37, 0.75, 0.87, 1.60, 1.30, 0.74,
 431       1.05, 1.38, 0.55, 0.75, 1.19, 1.37, 1.47, 1.70, 0.72, 0.74, 1.0, 0.0 };
 432
 433   public static final double strandmin = 0.37;
 434
 435   public static final double strandmax = 1.7;
 436
 437   public static final double[] turn =
 438   { 0.66, 0.95, 1.56, 1.46, 1.19, 0.98, 0.74, 1.56, 0.95, 0.47, 0.59, 1.01,
 439       0.60, 0.60, 1.52, 1.43, 0.96, 0.96, 1.14, 0.50, 1.51, 0.86, 1.00, 0,
 440       0 };
 441
 442   public static final double turnmin = 0.47;
 443
 444   public static final double turnmax = 1.56;
 445
 446   public static final double[] buried =
 447   { 1.7, 0.1, 0.4, 0.4, 4.6, 0.3, 0.3, 1.8, 0.8, 3.1, 2.4, 0.05, 1.9, 2.2,
 448       0.6, 0.8, 0.7, 1.6, 0.5, 2.9, 0.4, 0.3, 1.358, 0.00 };
 449
 450   public static final double buriedmin = 0.05;
 451
 452   public static final double buriedmax = 4.6;
 453
 454   // This is hydropathy index
 455   // Kyte, J., and Doolittle, R.F., J. Mol. Biol.
 456   // 1157, 105-132, 1982
 457   public static final double[] hyd =
 458   { 1.8, -4.5, -3.5, -3.5, 2.5, -3.5, -3.5, -0.4, -3.2, 4.5, 3.8, -3.9,
 459       1.9, 2.8, -1.6, -0.8, -0.7, -0.9, -1.3, 4.2, -3.5, -3.5, -0.49, 0.0 };
 460
 461   public static final double hydmax = 4.5;
 462
 463   public static final double hydmin = -3.9;
 464
 465   // public static final double hydmax = 1.38;
 466   // public static final double hydmin = -2.53;
 467   private static final int[][] BLOSUM62 =
 468   {
 469       { 4, -1, -2, -2, 0, -1, -1, 0, -2, -1, -1, -1, -1, -2, -1, 1, 0, -3,
 470           -2, 0, -2, -1, 0, -4 },
 471       { -1, 5, 0, -2, -3, 1, 0, -2, 0, -3, -2, 2, -1, -3, -2, -1, -1, -3,
 472           -2, -3, -1, 0, -1, -4 },
 473       { -2, 0, 6, 1, -3, 0, 0, 0, 1, -3, -3, 0, -2, -3, -2, 1, 0, -4, -2,
 474           -3, 3, 0, -1, -4 },
 475       { -2, -2, 1, 6, -3, 0, 2, -1, -1, -3, -4, -1, -3, -3, -1, 0, -1, -4,
 476           -3, -3, 4, 1, -1, -4 },
 477       { 0, 3, -3, -3, 9, -3, -4, -3, -3, -1, -1, -3, -1, -2, -3, -1, -1,
 478           -2, -2, -1, -3, -3, -2, -4 },
 479       { -1, 1, 0, 0, -3, 5, 2, -2, 0, -3, -2, 1, 0, -3, -1, 0, -1, -2, -1,
 480           -2, 0, 3, -1, -4 },
 481       { -1, 0, 0, 2, -4, 2, 5, -2, 0, -3, -3, 1, -2, -3, -1, 0, -1, -3, -2,
 482           -2, 1, 4, -1, -4 },
 483       { 0, -2, 0, -1, -3, -2, -2, 6, -2, -4, -4, -2, -3, -3, -2, 0, -2, -2,
 484           -3, -3, -1, -2, -1, -4 },
 485       { -2, 0, 1, -1, -3, 0, 0, -2, 8, -3, -3, -1, -2, -1, -2, -1, -2, -2,
 486           2, -3, 0, 0, -1, -4 },
 487       { -1, -3, -3, -3, -1, -3, -3, -4, -3, 4, 2, -3, 1, 0, -3, -2, -1, -3,
 488           -1, 3, -3, -3, -1, -4 },
 489       { -1, -2, -3, -4, -1, -2, -3, -4, -3, 2, 4, -2, 2, 0, -3, -2, -1, -2,
 490           -1, 1, -4, -3, -1, -4 },
 491       { -1, 2, 0, -1, -3, 1, 1, -2, -1, -3, -2, 5, -1, -3, -1, 0, -1, -3,
 492           -2, -2, 0, 1, -1, -4 },
 493       { -1, -1, -2, -3, -1, 0, -2, -3, -2, 1, 2, -1, 5, 0, -2, -1, -1, -1,
 494           -1, 1, -3, -1, -1, -4 },
 495       { -2, -3, -3, -3, -2, -3, -3, -3, -1, 0, 0, -3, 0, 6, -4, -2, -2, 1,
 496           3, -1, -3, -3, -1, -4 },
 497       { -1, -2, -2, -1, -3, -1, -1, -2, -2, -3, -3, -1, -2, -4, 7, -1, -1,
 498           -4, -3, -2, -2, -1, -2, -4 },
 499       { 1, -1, 1, 0, -1, 0, 0, 0, -1, -2, -2, 0, -1, -2, -1, 4, 1, -3, -2,
 500           -2, 0, 0, 0, -4 },
 501       { 0, -1, 0, -1, -1, -1, -1, -2, -2, -1, -1, -1, -1, -2, -1, 1, 5, -2,
 502           -2, 0, -1, -1, 0, -4 },
 503       { -3, -3, -4, -4, -2, -2, -3, -2, -2, -3, -2, -3, -1, 1, -4, -3, -2,
 504           11, 2, -3, -4, -3, -2, -4 },
 505       { -2, -2, -2, -3, -2, -1, -2, -3, 2, -1, -1, -2, -1, 3, -3, -2, -2,
 506           2, 7, -1, -3, -2, -1, -4 },
 507       { 0, -3, -3, -3, -1, -2, -2, -3, -3, 3, 1, -2, 1, -1, -2, -2, 0, -3,
 508           -1, 4, -3, -2, -1, -4 },
 509       { -2, -1, 3, 4, -3, 0, 1, -1, 0, -3, -4, 0, -3, -3, -2, 0, -1, -4,
 510           -3, -3, 4, 1, -1, -4 },
 511       { -1, 0, 0, 1, -3, 3, 4, -2, 0, -3, -3, 1, -1, -3, -1, 0, -1, -3, -2,
 512           -2, 1, 4, -1, -4 },
 513       { 0, -1, -1, -1, -2, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -2, 0, 0,
 514           -2, -1, -1, -1, -1, -1, -4 },
 515       { -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4,
 516           -4, -4, -4, -4, -4, -4, 1 }, };
 517
 518   static final int[][] PAM250 =
 519   {
 520       { 2, -2, 0, 0, -2, 0, 0, 1, -1, -1, -2, -1, -1, -3, 1, 1, 1, -6, -3,
 521           0, 0, 0, 0, -8 },
 522       { -2, 6, 0, -1, -4, 1, -1, -3, 2, -2, -3, 3, 0, -4, 0, 0, -1, 2, -4,
 523           -2, -1, 0, -1, -8 },
 524       { 0, 0, 2, 2, -4, 1, 1, 0, 2, -2, -3, 1, -2, -3, 0, 1, 0, -4, -2, -2,
 525           2, 1, 0, -8 },
 526       { 0, -1, 2, 4, -5, 2, 3, 1, 1, -2, -4, 0, -3, -6, -1, 0, 0, -7, -4,
 527           -2, 3, 3, -1, -8 },
 528       { -2, -4, -4, -5, 12, -5, -5, -3, -3, -2, -6, -5, -5, -4, -3, 0, -2,
 529           -8, 0, -2, -4, -5, -3, -8 },
 530       { 0, 1, 1, 2, -5, 4, 2, -1, 3, -2, -2, 1, -1, -5, 0, -1, -1, -5, -4,
 531           -2, 1, 3, -1, -8 },
 532       { 0, -1, 1, 3, -5, 2, 4, 0, 1, -2, -3, 0, -2, -5, -1, 0, 0, -7, -4,
 533           -2, 3, 3, -1, -8 },
 534       { 1, -3, 0, 1, -3, -1, 0, 5, -2, -3, -4, -2, -3, -5, 0, 1, 0, -7, -5,
 535           -1, 0, 0, -1, -8 },
 536       { -1, 2, 2, 1, -3, 3, 1, -2, 6, -2, -2, 0, -2, -2, 0, -1, -1, -3, 0,
 537           -2, 1, 2, -1, -8 },
 538       { -1, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -3, -2, 5, 2, -2, 2, 1, -2, -1, 0, -5,
 539           -1, 4, -2, -2, -1, -8 },
 540       { -2, -3, -3, -4, -6, -2, -3, -4, -2, 2, 6, -3, 4, 2, -3, -3, -2, -2,
 541           -1, 2, -3, -3, -1, -8 },
 542       { -1, 3, 1, 0, -5, 1, 0, -2, 0, -2, -3, 5, 0, -5, -1, 0, 0, -3, -4,
 543           -2, 1, 0, -1, -8 },
 544       { -1, 0, -2, -3, -5, -1, -2, -3, -2, 2, 4, 0, 6, 0, -2, -2, -1, -4,
 545           -2, 2, -2, -2, -1, -8 },
 546       { -3, -4, -3, -6, -4, -5, -5, -5, -2, 1, 2, -5, 0, 9, -5, -3, -3, 0,
 547           7, -1, -4, -5, -2, -8 },
 548       { 1, 0, 0, -1, -3, 0, -1, 0, 0, -2, -3, -1, -2, -5, 6, 1, 0, -6, -5,
 549           -1, -1, 0, -1, -8 },
 550       { 1, 0, 1, 0, 0, -1, 0, 1, -1, -1, -3, 0, -2, -3, 1, 2, 1, -2, -3,
 551           -1, 0, 0, 0, -8 },
 552       { 1, -1, 0, 0, -2, -1, 0, 0, -1, 0, -2, 0, -1, -3, 0, 1, 3, -5, -3,
 553           0, 0, -1, 0, -8 },
 554       { -6, 2, -4, -7, -8, -5, -7, -7, -3, -5, -2, -3, -4, 0, -6, -2, -5,
 555           17, 0, -6, -5, -6, -4, -8 },
 556       { -3, -4, -2, -4, 0, -4, -4, -5, 0, -1, -1, -4, -2, 7, -5, -3, -3, 0,
 557           10, -2, -3, -4, -2, -8 },
 558       { 0, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -1, -2, 4, 2, -2, 2, -1, -1, -1, 0, -6,
 559           -2, 4, -2, -2, -1, -8 },
 560       { 0, -1, 2, 3, -4, 1, 3, 0, 1, -2, -3, 1, -2, -4, -1, 0, 0, -5, -3,
 561           -2, 3, 2, -1, -8 },
 562       { 0, 0, 1, 3, -5, 3, 3, 0, 2, -2, -3, 0, -2, -5, 0, 0, -1, -6, -4,
 563           -2, 2, 3, -1, -8 },
 564       { 0, -1, 0, -1, -3, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -2, -1, 0, 0, -4,
 565           -2, -1, -1, -1, -1, -8 },
 566       { -8, -8, -8, -8, -8, -8, -8, -8, -8, -8, -8, -8, -8, -8, -8, -8, -8,
 567           -8, -8, -8, -8, -8, -8, 1 }, };
 568
 569   public static final Hashtable ssHash = new Hashtable(); // stores the number
 570   // value of the aa
 571
 572   static
 573   {
 574     ssHash.put("H", Color.magenta);
 575     ssHash.put("E", Color.yellow);
 576     ssHash.put("-", Color.white);
 577     ssHash.put(".", Color.white);
 578     ssHash.put("S", Color.cyan);
 579     ssHash.put("T", Color.blue);
 580     ssHash.put("G", Color.pink);
 581     ssHash.put("I", Color.pink);
 582     ssHash.put("B", Color.yellow);
 583   }
 584
 585   /*
 586    * new Color(60, 136, 238), // U Color.white, // I Color.white, // X
 587    * Color.white, // R Color.white, // Y Color.white, // N Color.white, // Gap
 588    */
 589
 590   // JBPNote: patch matrix for T/U equivalence when working with DNA or RNA.
 591   // Will equate sequences if working with mixed nucleotide sets.
 592   // treats T and U identically. R and Y weak equivalence with AG and CTU.
 593   // N matches any other base weakly
 594   //
 595   static final int[][] DNA =
 596   {
 597   { 10, -8, -8, -8, -8, 1, 1, 1, -8, 1, 1 }, // A
 598       { -8, 10, -8, -8, -8, 1, 1, -8, 1, 1, 1 }, // C
 599       { -8, -8, 10, -8, -8, 1, 1, 1, -8, 1, 1 }, // G
 600       { -8, -8, -8, 10, 10, 1, 1, -8, 1, 1, 1 }, // T
 601       { -8, -8, -8, 10, 10, 1, 1, -8, 1, 1, 1 }, // U
 602       { 1, 1, 1, 1, 1, 10, 0, 0, 0, 1, 1 }, // I
 603       { 1, 1, 1, 1, 1, 0, 10, 0, 0, 1, 1 }, // X
 604       { 1, -8, 1, -8, -8, 0, 0, 10, -8, 1, 1 }, // R
 605       { -8, 1, -8, 1, 1, 0, 0, -8, 10, 1, 1 }, // Y
 606       { 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 10, 1 }, // N
 607       { 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1 }, // -
 608   };
 609   /**
 610    * register matrices in list
 611    */
 612   static
 613   {
 614     scoreMatrices.put("BLOSUM62", new ScoreMatrix("BLOSUM62", BLOSUM62, 0));
 615     scoreMatrices.put("PAM250", new ScoreMatrix("PAM250", PAM250, 0));
 616     scoreMatrices.put("DNA", new ScoreMatrix("DNA", DNA, 1));
 617
 618   }
 619
 620   public static final Color[] pidColours =
 621   { midBlue, new Color(153, 153, 255),
 622       // Color.lightGray,
 623       new Color(204, 204, 255), };
 624
 625   public static final float[] pidThresholds =
 626   { 80, 60, 40, };
 627
 628   public static Hashtable codonHash = new Hashtable();
 629
 630   public static Vector Lys = new Vector();
 631
 632   public static Vector Asn = new Vector();
 633
 634   public static Vector Gln = new Vector();
 635
 636   public static Vector His = new Vector();
 637
 638   public static Vector Glu = new Vector();
 639
 640   public static Vector Asp = new Vector();
 641
 642   public static Vector Tyr = new Vector();
 643
 644   public static Vector Thr = new Vector();
 645
 646   public static Vector Pro = new Vector();
 647
 648   public static Vector Ala = new Vector();
 649
 650   public static Vector Ser = new Vector();
 651
 652   public static Vector Arg = new Vector();
 653
 654   public static Vector Gly = new Vector();
 655
 656   public static Vector Trp = new Vector();
 657
 658   public static Vector Cys = new Vector();
 659
 660   public static Vector Ile = new Vector();
 661
 662   public static Vector Met = new Vector();
 663
 664   public static Vector Leu = new Vector();
 665
 666   public static Vector Val = new Vector();
 667
 668   public static Vector Phe = new Vector();
 669
 670   public static Vector STOP = new Vector();
 671
 672   static
 673   {
 674     codonHash.put("K", Lys);
 675     codonHash.put("N", Asn);
 676     codonHash.put("Q", Gln);
 677     codonHash.put("H", His);
 678     codonHash.put("E", Glu);
 679     codonHash.put("D", Asp);
 680     codonHash.put("Y", Tyr);
 681     codonHash.put("T", Thr);
 682     codonHash.put("P", Pro);
 683     codonHash.put("A", Ala);
 684     codonHash.put("S", Ser);
 685     codonHash.put("R", Arg);
 686     codonHash.put("G", Gly);
 687     codonHash.put("W", Trp);
 688     codonHash.put("C", Cys);
 689     codonHash.put("I", Ile);
 690     codonHash.put("M", Met);
 691     codonHash.put("L", Leu);
 692     codonHash.put("V", Val);
 693     codonHash.put("F", Phe);
 694     codonHash.put("STOP", STOP);
 695   }
 696
 697   /**
 698    * Nucleotide Ambiguity Codes
 699    */
 700   public static final Hashtable<String,String[]> ambiguityCodes=new Hashtable<String,String[]>();
 701   /**
 702    * Codon triplets with additional symbols for unambiguous codons that include ambiguity codes
 703    */
 704   public static final Hashtable<String,String> codonHash2 = new Hashtable<String,String>();
 705
 706   /**
 707    * all ambiguity codes for a given base
 708    */
 709   public final static Hashtable<String,List<String>> _ambiguityCodes = new Hashtable<String,List<String>>();
 710
 711
 712   static
 713   {
 714     /**
 715      * 3.2. Purine (adenine or guanine): R
 716      *
 717      * R is the symbol previously recommended [1].
 718      */
 719     ambiguityCodes.put("R", new String[]
 720     { "A", "G" });
 721
 722     /**
 723      * 3.3. Pyrimidine (thymine or cytosine): Y
 724      *
 725      * Y is the symbol previously recommended [1].
 726      */
 727     ambiguityCodes.put("Y", new String[]
 728     { "T", "C" });
 729     /**
 730      * 3.4. Adenine or thymine: W
 731      *
 732      * Although several diverse symbols have been used for this pair, (and for
 733      * the reciprocal pair G+C), only two symbols have a rational basis, L and
 734      * W: L derives from DNA density (light; G+C - heavy - would thus be H); W
 735      * derives from the strength of the hydrogen bonding interaction between the
 736      * base pairs (weak for A+T: G +C - strong - would thus be S). However, the
 737      * system recommended for the three-base series (not-A = B, etc., see below,
 738      * section 3.8) rules out H as this would be not-G. W is thus recommended.
 739      */
 740     ambiguityCodes.put("W", new String[]
 741     { "A", "T" });
 742     /**
 743      * 3.5. Guanine or cytosine: S
 744      *
 745      * The choice of this symbol is discussed above in section 3.4.
 746      */
 747     ambiguityCodes.put("S", new String[]
 748     { "G", "C" });
 749     /**
 750      * 3.6. Adenine or cytosine: M
 751      *
 752      * There are few common features between A and C. The presence of an NH2
 753      * group in similar positions on both bases (Fig. 1) makes possible a
 754      * logically derived symbol. A and N being ruled out, M (from aMino) is
 755      * recommended.
 756      *
 757      *
 758      * Fig. 1. Origin of the symbols M and K The four bases are drawn so as to
 759      * show the relationship between adenine and cytosine on the one hand, which
 760      * both have aMino groups at the ring position most distant from the point
 761      * of attachment to the sugar, and between guanine and thymine on the other,
 762      * which both have Keto groups at the corresponding position. The ring atoms
 763      * are numbered as recommended [24-26], although for the present purpose
 764      * this has the disadvantage of giving discordant numbers to the
 765      * corresponding positions.
 766      */
 767     ambiguityCodes.put("M", new String[]
 768     { "A", "C" });
 769     /**
 770      * 3.7. Guanine or thymine: K By analogy with A and C (section 3.6), both G
 771      * and T have Keto groups in similar positions (Fig. 1).
 772      */
 773     ambiguityCodes.put("K", new String[]
 774     { "G", "T" });
 775     /**
 776      * 3.8. Adenine or thymine or cytosine: H
 777      *
 778      * Not-G is the most simple means of memorising this combination and symbols
 779      * logically related to G were examined. F and H would both be suitable, as
 780      * the letters before and after G in the alphabet, but A would have no
 781      * equivalent to F. The use of H has historical precedence [2].
 782      */
 783     ambiguityCodes.put("H", new String[]
 784     { "A", "T", "C" });
 785     /**
 786      * 3.9. Guanine or cytosine or thymine: B
 787      *
 788      * Not-A as above (section 3.8).
 789      */
 790     ambiguityCodes.put("B", new String[]
 791     { "G", "T", "C" });
 792     /**
 793      * 3.10. Guanine or adenine or cytosine: V
 794      *
 795      * Not-T by analogy with not-G (section 3.8) would be U but this is ruled
 796      * out to eliminate confusion with uracil. V is the next logical choice.
 797      * Note that T and U may in some cases be considered to be synonyms.
 798      */
 799     ambiguityCodes.put("V", new String[]
 800     { "G", "A", "C" });
 801     /**
 802      * 3.11. Guanine or adenine or thymine: D
 803      *
 804      * Not-C as above (section 3.8).
 805      */
 806     ambiguityCodes.put("D", new String[]
 807     { "G", "A", "T" });
 808     /**
 809      * 3.12. Guanine or adenine or thymine or cytosine: N
 810      */
 811     ambiguityCodes.put("R", new String[]
 812     { "G", "A", "T", "C" });
 813     // Now build codon translation table
 814     codonHash2.put("AAA", "K");
 815     codonHash2.put("AAG", "K");
 816     codonHash2.put("AAC", "N");
 817     codonHash2.put("AAT", "N");
 818
 819     codonHash2.put("CAA", "Q");
 820     codonHash2.put("CAG", "Q");
 821     codonHash2.put("CAC", "H");
 822     codonHash2.put("CAT", "H");
 823
 824     codonHash2.put("GAA", "E");
 825     codonHash2.put("GAG", "E");
 826     codonHash2.put("GAC", "D");
 827     codonHash2.put("GAT", "D");
 828
 829     codonHash2.put("TAC", "Y");
 830     codonHash2.put("TAT", "Y");
 831
 832     codonHash2.put("ACA", "T");
 833     codonHash2.put("ACC", "T");
 834     codonHash2.put("ACT", "T");
 835     codonHash2.put("ACG", "T");
 836
 837     codonHash2.put("CCA", "P");
 838     codonHash2.put("CCG", "P");
 839     codonHash2.put("CCC", "P");
 840     codonHash2.put("CCT", "P");
 841
 842     codonHash2.put("GCA", "A");
 843     codonHash2.put("GCG", "A");
 844     codonHash2.put("GCC", "A");
 845     codonHash2.put("GCT", "A");
 846
 847     codonHash2.put("TCA", "S");
 848     codonHash2.put("TCG", "S");
 849     codonHash2.put("TCC", "S");
 850     codonHash2.put("TCT", "S");
 851     codonHash2.put("AGC", "S");
 852     codonHash2.put("AGT", "S");
 853
 854     codonHash2.put("AGA", "R");
 855     codonHash2.put("AGG", "R");
 856     codonHash2.put("CGA", "R");
 857     codonHash2.put("CGG", "R");
 858     codonHash2.put("CGC", "R");
 859     codonHash2.put("CGT", "R");
 860
 861     codonHash2.put("GGA", "G");
 862     codonHash2.put("GGG", "G");
 863     codonHash2.put("GGC", "G");
 864     codonHash2.put("GGT", "G");
 865
 866     codonHash2.put("TGA", "*");
 867     codonHash2.put("TAA", "*");
 868     codonHash2.put("TAG", "*");
 869
 870     codonHash2.put("TGG", "W");
 871
 872     codonHash2.put("TGC", "C");
 873     codonHash2.put("TGT", "C");
 874
 875     codonHash2.put("ATA", "I");
 876     codonHash2.put("ATC", "I");
 877     codonHash2.put("ATT", "I");
 878
 879     codonHash2.put("ATG", "M");
 880
 881     codonHash2.put("CTA", "L");
 882     codonHash2.put("CTG", "L");
 883     codonHash2.put("CTC", "L");
 884     codonHash2.put("CTT", "L");
 885     codonHash2.put("TTA", "L");
 886     codonHash2.put("TTG", "L");
 887
 888     codonHash2.put("GTA", "V");
 889     codonHash2.put("GTG", "V");
 890     codonHash2.put("GTC", "V");
 891     codonHash2.put("GTT", "V");
 892
 893     codonHash2.put("TTC", "F");
 894     codonHash2.put("TTT", "F");
 895
 896     buildAmbiguityCodonSet();
 897   }
 898
 899   /**
 900    * programmatic generation of codons including ambiguity codes
 901    */
 902   public static void buildAmbiguityCodonSet()
 903   {
 904     if (_ambiguityCodes.size() > 0)
 905     {
 906       System.err
 907               .println("Ignoring multiple calls to buildAmbiguityCodonSet");
 908       return;
 909     }
 910     // Invert the ambiguity code set
 911     for (Map.Entry<String, String[]> acode : ambiguityCodes.entrySet())
 912     {
 913       for (String r : acode.getValue())
 914       {
 915         List<String> codesfor = _ambiguityCodes.get(r);
 916         if (codesfor == null)
 917         {
 918           _ambiguityCodes.put(r, codesfor = new ArrayList<String>());
 919         }
 920         if (!codesfor.contains(acode.getKey()))
 921         {
 922           codesfor.add(acode.getKey());
 923         }
 924         else
 925         {
 926           System.err
 927                   .println("Inconsistency in the IUBMB ambiguity code nomenclature table: collision for "
 928                           + acode.getKey() + " in residue " + r);
 929         }
 930       }
 931     }
 932     // and programmatically add in the ambiguity codes that yield the same amino
 933     // acid
 934     String[] unambcodons = codonHash2.keySet().toArray(new String[codonHash2.size()]);
 935     for (String codon : unambcodons)
 936     {
 937       String residue = codonHash2.get(codon);
 938       String acodon[][] = new String[codon.length()][];
 939       for (int i = 0, iSize = codon.length(); i < iSize; i++)
 940       {
 941         String _ac = "" + codon.charAt(i);
 942         List<String> acodes = _ambiguityCodes.get(_ac);
 943         if (acodes != null)
 944         {
 945           acodon[i] = acodes.toArray(new String[acodes.size()]);
 946         }
 947         else
 948         {
 949           acodon[i] = new String[]
 950           {};
 951         }
 952       }
 953       // enumerate all combinations and test for veracity of translation
 954       int tpos[] = new int[codon.length()], cpos[] = new int[codon.length()];
 955       for (int i = 0; i < tpos.length; i++)
 956       {
 957         tpos[i] = -1;
 958       }
 959       tpos[acodon.length - 1] = 0;
 960       int ipos, j;
 961       while (tpos[0] < acodon[0].length)
 962       {
 963         // make all codons for this combination
 964         char allres[][] = new char[tpos.length][];
 965         String _acodon = "";
 966         char _anuc;
 967         for (ipos = 0; ipos < tpos.length; ipos++)
 968         {
 969           if (acodon[ipos].length==0 || tpos[ipos] < 0)
 970           {
 971             _acodon += codon.charAt(ipos);
 972             allres[ipos] = new char[]
 973             { codon.charAt(ipos) };
 974           }
 975           else
 976           {
 977             _acodon += acodon[ipos][tpos[ipos]];
 978             String[] altbase = ambiguityCodes.get(acodon[ipos][tpos[ipos]]);
 979             allres[ipos] = new char[altbase.length];
 980             j = 0;
 981             for (String ab : altbase)
 982             {
 983               allres[ipos][j++] = ab.charAt(0);
 984             }
 985           }
 986         }
 987         // test all codons for this combination
 988         for (ipos = 0; ipos < cpos.length; ipos++)
 989         {
 990           cpos[ipos] = 0;
 991         }
 992         boolean valid = true;
 993         do
 994         {
 995           String _codon = "";
 996           for (j = 0; j < cpos.length; j++)
 997           {
 998             _codon += allres[j][cpos[j]];
 999           }
1000           String tr = codonHash2.get(_codon);
1001           if (valid = (tr!=null && tr.equals(residue)))
1002           {
1003             // advance to next combination
1004             ipos = acodon.length - 1;
1005             while (++cpos[ipos] >= allres[ipos].length && ipos > 0)
1006             {
1007               cpos[ipos] = 0;
1008               ipos--;
1009             }
1010           }
1011         } while (valid && cpos[0] < allres[0].length);
1012         if (valid)
1013         {
1014           // Add this to the set of codons we will translate
1015 //          System.out.println("Adding ambiguity codon: " + _acodon + " for "
1016 //                  + residue);
1017           codonHash2.put(_acodon, residue);
1018         }
1019         else
1020         {
1021 //          System.err.println("Rejecting ambiguity codon: " + _acodon
1022 //                  + " for " + residue);
1023         }
1024         // next combination
1025         ipos = acodon.length - 1;
1026         while (++tpos[ipos] >= acodon[ipos].length && ipos > 0)
1027         {
1028           tpos[ipos] = -1;
1029           ipos--;
1030         }
1031       }
1032     }
1033
1034   }
1035
1036   static
1037   {
1038     Lys.addElement("AAA");
1039     Lys.addElement("AAG");
1040     Asn.addElement("AAC");
1041     Asn.addElement("AAT");
1042
1043     Gln.addElement("CAA");
1044     Gln.addElement("CAG");
1045     His.addElement("CAC");
1046     His.addElement("CAT");
1047
1048     Glu.addElement("GAA");
1049     Glu.addElement("GAG");
1050     Asp.addElement("GAC");
1051     Asp.addElement("GAT");
1052
1053     Tyr.addElement("TAC");
1054     Tyr.addElement("TAT");
1055
1056     Thr.addElement("ACA");
1057     Thr.addElement("ACG");
1058     Thr.addElement("ACC");
1059     Thr.addElement("ACT");
1060
1061     Pro.addElement("CCA");
1062     Pro.addElement("CCG");
1063     Pro.addElement("CCC");
1064     Pro.addElement("CCT");
1065
1066     Ala.addElement("GCA");
1067     Ala.addElement("GCG");
1068     Ala.addElement("GCC");
1069     Ala.addElement("GCT");
1070
1071     Ser.addElement("TCA");
1072     Ser.addElement("TCG");
1073     Ser.addElement("TCC");
1074     Ser.addElement("TCT");
1075     Ser.addElement("AGC");
1076     Ser.addElement("AGT");
1077
1078     Arg.addElement("AGA");
1079     Arg.addElement("AGG");
1080     Arg.addElement("CGA");
1081     Arg.addElement("CGG");
1082     Arg.addElement("CGC");
1083     Arg.addElement("CGT");
1084
1085     Gly.addElement("GGA");
1086     Gly.addElement("GGG");
1087     Gly.addElement("GGC");
1088     Gly.addElement("GGT");
1089
1090     STOP.addElement("TGA");
1091     STOP.addElement("TAA");
1092     STOP.addElement("TAG");
1093
1094     Trp.addElement("TGG");
1095
1096     Cys.addElement("TGC");
1097     Cys.addElement("TGT");
1098
1099     Ile.addElement("ATA");
1100     Ile.addElement("ATC");
1101     Ile.addElement("ATT");
1102
1103     Met.addElement("ATG");
1104
1105     Leu.addElement("CTA");
1106     Leu.addElement("CTG");
1107     Leu.addElement("CTC");
1108     Leu.addElement("CTT");
1109     Leu.addElement("TTA");
1110     Leu.addElement("TTG");
1111
1112     Val.addElement("GTA");
1113     Val.addElement("GTG");
1114     Val.addElement("GTC");
1115     Val.addElement("GTT");
1116
1117     Phe.addElement("TTC");
1118     Phe.addElement("TTT");
1119   }
1120
1121   // Stores residue codes/names and colours and other things
1122   public static Hashtable propHash = new Hashtable();
1123
1124   public static Hashtable hydrophobic = new Hashtable();
1125
1126   public static Hashtable polar = new Hashtable();
1127
1128   public static Hashtable small = new Hashtable();
1129
1130   public static Hashtable positive = new Hashtable();
1131
1132   public static Hashtable negative = new Hashtable();
1133
1134   public static Hashtable charged = new Hashtable();
1135
1136   public static Hashtable aromatic = new Hashtable();
1137
1138   public static Hashtable aliphatic = new Hashtable();
1139
1140   public static Hashtable tiny = new Hashtable();
1141
1142   public static Hashtable proline = new Hashtable();
1143
1144   static
1145   {
1146     hydrophobic.put("I", new Integer(1));
1147     hydrophobic.put("L", new Integer(1));
1148     hydrophobic.put("V", new Integer(1));
1149     hydrophobic.put("C", new Integer(1));
1150     hydrophobic.put("A", new Integer(1));
1151     hydrophobic.put("G", new Integer(1));
1152     hydrophobic.put("M", new Integer(1));
1153     hydrophobic.put("F", new Integer(1));
1154     hydrophobic.put("Y", new Integer(1));
1155     hydrophobic.put("W", new Integer(1));
1156     hydrophobic.put("H", new Integer(1));
1157     hydrophobic.put("K", new Integer(1));
1158     hydrophobic.put("X", new Integer(1));
1159     hydrophobic.put("-", new Integer(1));
1160     hydrophobic.put("*", new Integer(1));
1161     hydrophobic.put("R", new Integer(0));
1162     hydrophobic.put("E", new Integer(0));
1163     hydrophobic.put("Q", new Integer(0));
1164     hydrophobic.put("D", new Integer(0));
1165     hydrophobic.put("N", new Integer(0));
1166     hydrophobic.put("S", new Integer(0));
1167     hydrophobic.put("T", new Integer(0));
1168     hydrophobic.put("P", new Integer(0));
1169   }
1170
1171   static
1172   {
1173     polar.put("Y", new Integer(1));
1174     polar.put("W", new Integer(1));
1175     polar.put("H", new Integer(1));
1176     polar.put("K", new Integer(1));
1177     polar.put("R", new Integer(1));
1178     polar.put("E", new Integer(1));
1179     polar.put("Q", new Integer(1));
1180     polar.put("D", new Integer(1));
1181     polar.put("N", new Integer(1));
1182     polar.put("S", new Integer(1));
1183     polar.put("T", new Integer(1));
1184     polar.put("X", new Integer(1));
1185     polar.put("-", new Integer(1));
1186     polar.put("*", new Integer(1));
1187     polar.put("I", new Integer(0));
1188     polar.put("L", new Integer(0));
1189     polar.put("V", new Integer(0));
1190     polar.put("C", new Integer(0));
1191     polar.put("A", new Integer(0));
1192     polar.put("G", new Integer(0));
1193     polar.put("M", new Integer(0));
1194     polar.put("F", new Integer(0));
1195     polar.put("P", new Integer(0));
1196   }
1197
1198   static
1199   {
1200     small.put("I", new Integer(0));
1201     small.put("L", new Integer(0));
1202     small.put("V", new Integer(1));
1203     small.put("C", new Integer(1));
1204     small.put("A", new Integer(1));
1205     small.put("G", new Integer(1));
1206     small.put("M", new Integer(0));
1207     small.put("F", new Integer(0));
1208     small.put("Y", new Integer(0));
1209     small.put("W", new Integer(0));
1210     small.put("H", new Integer(0));
1211     small.put("K", new Integer(0));
1212     small.put("R", new Integer(0));
1213     small.put("E", new Integer(0));
1214     small.put("Q", new Integer(0));
1215     small.put("D", new Integer(1));
1216     small.put("N", new Integer(1));
1217     small.put("S", new Integer(1));
1218     small.put("T", new Integer(1));
1219     small.put("P", new Integer(1));
1220     small.put("-", new Integer(1));
1221     small.put("*", new Integer(1));
1222   }
1223
1224   static
1225   {
1226     positive.put("I", new Integer(0));
1227     positive.put("L", new Integer(0));
1228     positive.put("V", new Integer(0));
1229     positive.put("C", new Integer(0));
1230     positive.put("A", new Integer(0));
1231     positive.put("G", new Integer(0));
1232     positive.put("M", new Integer(0));
1233     positive.put("F", new Integer(0));
1234     positive.put("Y", new Integer(0));
1235     positive.put("W", new Integer(0));
1236     positive.put("H", new Integer(1));
1237     positive.put("K", new Integer(1));
1238     positive.put("R", new Integer(1));
1239     positive.put("E", new Integer(0));
1240     positive.put("Q", new Integer(0));
1241     positive.put("D", new Integer(0));
1242     positive.put("N", new Integer(0));
1243     positive.put("S", new Integer(0));
1244     positive.put("T", new Integer(0));
1245     positive.put("P", new Integer(0));
1246     positive.put("-", new Integer(1));
1247     positive.put("*", new Integer(1));
1248   }
1249
1250   static
1251   {
1252     negative.put("I", new Integer(0));
1253     negative.put("L", new Integer(0));
1254     negative.put("V", new Integer(0));
1255     negative.put("C", new Integer(0));
1256     negative.put("A", new Integer(0));
1257     negative.put("G", new Integer(0));
1258     negative.put("M", new Integer(0));
1259     negative.put("F", new Integer(0));
1260     negative.put("Y", new Integer(0));
1261     negative.put("W", new Integer(0));
1262     negative.put("H", new Integer(0));
1263     negative.put("K", new Integer(0));
1264     negative.put("R", new Integer(0));
1265     negative.put("E", new Integer(1));
1266     negative.put("Q", new Integer(0));
1267     negative.put("D", new Integer(1));
1268     negative.put("N", new Integer(0));
1269     negative.put("S", new Integer(0));
1270     negative.put("T", new Integer(0));
1271     negative.put("P", new Integer(0));
1272     negative.put("-", new Integer(1));
1273     negative.put("*", new Integer(1));
1274   }
1275
1276   static
1277   {
1278     charged.put("I", new Integer(0));
1279     charged.put("L", new Integer(0));
1280     charged.put("V", new Integer(0));
1281     charged.put("C", new Integer(0));
1282     charged.put("A", new Integer(0));
1283     charged.put("G", new Integer(0));
1284     charged.put("M", new Integer(0));
1285     charged.put("F", new Integer(0));
1286     charged.put("Y", new Integer(0));
1287     charged.put("W", new Integer(0));
1288     charged.put("H", new Integer(1));
1289     charged.put("K", new Integer(1));
1290     charged.put("R", new Integer(1));
1291     charged.put("E", new Integer(1));
1292     charged.put("Q", new Integer(0));
1293     charged.put("D", new Integer(1));
1294     charged.put("N", new Integer(0)); // Asparagine is polar but not charged.
1295                                       // Alternative would be charged and
1296                                       // negative (in basic form)?
1297     charged.put("S", new Integer(0));
1298     charged.put("T", new Integer(0));
1299     charged.put("P", new Integer(0));
1300     charged.put("-", new Integer(1));
1301     charged.put("*", new Integer(1));
1302   }
1303
1304   static
1305   {
1306     aromatic.put("I", new Integer(0));
1307     aromatic.put("L", new Integer(0));
1308     aromatic.put("V", new Integer(0));
1309     aromatic.put("C", new Integer(0));
1310     aromatic.put("A", new Integer(0));
1311     aromatic.put("G", new Integer(0));
1312     aromatic.put("M", new Integer(0));
1313     aromatic.put("F", new Integer(1));
1314     aromatic.put("Y", new Integer(1));
1315     aromatic.put("W", new Integer(1));
1316     aromatic.put("H", new Integer(1));
1317     aromatic.put("K", new Integer(0));
1318     aromatic.put("R", new Integer(0));
1319     aromatic.put("E", new Integer(0));
1320     aromatic.put("Q", new Integer(0));
1321     aromatic.put("D", new Integer(0));
1322     aromatic.put("N", new Integer(0));
1323     aromatic.put("S", new Integer(0));
1324     aromatic.put("T", new Integer(0));
1325     aromatic.put("P", new Integer(0));
1326     aromatic.put("-", new Integer(1));
1327     aromatic.put("*", new Integer(1));
1328   }
1329
1330   static
1331   {
1332     aliphatic.put("I", new Integer(1));
1333     aliphatic.put("L", new Integer(1));
1334     aliphatic.put("V", new Integer(1));
1335     aliphatic.put("C", new Integer(0));
1336     aliphatic.put("A", new Integer(0));
1337     aliphatic.put("G", new Integer(0));
1338     aliphatic.put("M", new Integer(0));
1339     aliphatic.put("F", new Integer(0));
1340     aliphatic.put("Y", new Integer(0));
1341     aliphatic.put("W", new Integer(0));
1342     aliphatic.put("H", new Integer(0));
1343     aliphatic.put("K", new Integer(0));
1344     aliphatic.put("R", new Integer(0));
1345     aliphatic.put("E", new Integer(0));
1346     aliphatic.put("Q", new Integer(0));
1347     aliphatic.put("D", new Integer(0));
1348     aliphatic.put("N", new Integer(0));
1349     aliphatic.put("S", new Integer(0));
1350     aliphatic.put("T", new Integer(0));
1351     aliphatic.put("P", new Integer(0));
1352     aliphatic.put("-", new Integer(1));
1353     aliphatic.put("*", new Integer(1));
1354   }
1355
1356   static
1357   {
1358     tiny.put("I", new Integer(0));
1359     tiny.put("L", new Integer(0));
1360     tiny.put("V", new Integer(0));
1361     tiny.put("C", new Integer(0));
1362     tiny.put("A", new Integer(1));
1363     tiny.put("G", new Integer(1));
1364     tiny.put("M", new Integer(0));
1365     tiny.put("F", new Integer(0));
1366     tiny.put("Y", new Integer(0));
1367     tiny.put("W", new Integer(0));
1368     tiny.put("H", new Integer(0));
1369     tiny.put("K", new Integer(0));
1370     tiny.put("R", new Integer(0));
1371     tiny.put("E", new Integer(0));
1372     tiny.put("Q", new Integer(0));
1373     tiny.put("D", new Integer(0));
1374     tiny.put("N", new Integer(0));
1375     tiny.put("S", new Integer(1));
1376     tiny.put("T", new Integer(0));
1377     tiny.put("P", new Integer(0));
1378     tiny.put("-", new Integer(1));
1379     tiny.put("*", new Integer(1));
1380   }
1381
1382   static
1383   {
1384     proline.put("I", new Integer(0));
1385     proline.put("L", new Integer(0));
1386     proline.put("V", new Integer(0));
1387     proline.put("C", new Integer(0));
1388     proline.put("A", new Integer(0));
1389     proline.put("G", new Integer(0));
1390     proline.put("M", new Integer(0));
1391     proline.put("F", new Integer(0));
1392     proline.put("Y", new Integer(0));
1393     proline.put("W", new Integer(0));
1394     proline.put("H", new Integer(0));
1395     proline.put("K", new Integer(0));
1396     proline.put("R", new Integer(0));
1397     proline.put("E", new Integer(0));
1398     proline.put("Q", new Integer(0));
1399     proline.put("D", new Integer(0));
1400     proline.put("N", new Integer(0));
1401     proline.put("S", new Integer(0));
1402     proline.put("T", new Integer(0));
1403     proline.put("P", new Integer(1));
1404     proline.put("-", new Integer(1));
1405     proline.put("*", new Integer(1));
1406   }
1407
1408   static
1409   {
1410     propHash.put("hydrophobic", hydrophobic);
1411     propHash.put("small", small);
1412     propHash.put("positive", positive);
1413     propHash.put("negative", negative);
1414     propHash.put("charged", charged);
1415     propHash.put("aromatic", aromatic);
1416     propHash.put("aliphatic", aliphatic);
1417     propHash.put("tiny", tiny);
1418     propHash.put("proline", proline);
1419     propHash.put("polar", polar);
1420   }
1421   static
1422   {
1423     int[][][] propMatrix = new int[3][maxProteinIndex][maxProteinIndex];
1424     for (int i=0;i<maxProteinIndex;i++)
1425     {
1426       String ic="";
1427       if (aa.length<i) {
1428         ic+=aa[i];
1429       }
1430       else {ic = "-";}
1431       propMatrix[0][i][i]=propHash.size();
1432       propMatrix[1][i][i]=propHash.size();
1433       propMatrix[2][i][i]=propHash.size();
1434       for (int j=i+1;j<maxProteinIndex; j++)
1435       {
1436         String jc="";
1437         if (aa.length<j) {
1438           jc+=aa[j];
1439         }
1440         else {jc = "-";}
1441         propMatrix[0][i][j]=0;
1442         propMatrix[1][i][j]=0;
1443         propMatrix[2][i][j]=0;
1444         for (Enumeration<String> en= (Enumeration<String>)propHash.keys(); en.hasMoreElements(); )
1445         {
1446           String ph = en.nextElement();
1447           Map<String,Integer> pph=(Map<String,Integer>)propHash.get(ph);
1448           propMatrix[0][i][j]+= pph.get(ic).equals(pph.get(jc)) ? pph.get(ic) : -1;
1449           propMatrix[1][i][j]+= pph.get(ic).equals(pph.get(jc)) ? 1 : -1;
1450           propMatrix[2][i][j]+= pph.get(ic).equals(pph.get(jc)) ? pph.get(ic)*2 : 0;
1451         }
1452       }
1453     }
1454
1455     scoreMatrices.put("Conservation Pos", new ScoreMatrix("Conservation Pos",propMatrix[0],0));
1456     scoreMatrices.put("Conservation Both", new ScoreMatrix("Conservation Both",propMatrix[1],0));
1457     scoreMatrices.put("Conservation EnhPos", new ScoreMatrix("Conservation EnhPos",propMatrix[2],0));
1458     scoreMatrices.put("PID", new PIDScoreModel());
1459   }
1460
1461   private ResidueProperties()
1462   {
1463   }
1464
1465   public static double getHydmax()
1466   {
1467     return hydmax;
1468   }
1469
1470   public static double getHydmin()
1471   {
1472     return hydmin;
1473   }
1474
1475   public static double[] getHyd()
1476   {
1477     return hyd;
1478   }
1479
1480   public static Hashtable getAA3Hash()
1481   {
1482     return aa3Hash;
1483   }
1484
1485   public static int[][] getDNA()
1486   {
1487     return ResidueProperties.DNA;
1488   }
1489
1490   public static int[][] getBLOSUM62()
1491   {
1492     return ResidueProperties.BLOSUM62;
1493   }
1494
1495   public static int getPAM250(String A1, String A2)
1496   {
1497     return getPAM250(A1.charAt(0), A2.charAt(0));
1498   }
1499
1500   public static int getBLOSUM62(char c1, char c2)
1501   {
1502     int pog = 0;
1503
1504     try
1505     {
1506       int a = aaIndex[c1];
1507       int b = aaIndex[c2];
1508
1509       pog = ResidueProperties.BLOSUM62[a][b];
1510     } catch (Exception e)
1511     {
1512       // System.out.println("Unknown residue in " + A1 + " " + A2);
1513     }
1514
1515     return pog;
1516   }
1517
1518   public static Vector getCodons(String res)
1519   {
1520     if (codonHash.containsKey(res))
1521     {
1522       return (Vector) codonHash.get(res);
1523     }
1524
1525     return null;
1526   }
1527
1528   public static String codonTranslate(String lccodon)
1529   {
1530     if (false)
1531     {
1532       return _codonTranslate(lccodon);
1533     }
1534     String cdn = codonHash2.get(lccodon.toUpperCase());
1535     if (cdn!=null && cdn.equals("*"))
1536     {
1537       return "STOP";
1538     }
1539     return cdn;
1540   }
1541   public static String _codonTranslate(String lccodon)
1542   {
1543     String codon = lccodon.toUpperCase();
1544     // all base ambiguity codes yield an 'X' amino acid residue
1545     if (codon.indexOf('X') > -1 || codon.indexOf('N') > -1)
1546     {
1547       return "X";
1548     }
1549     Enumeration e = codonHash.keys();
1550
1551     while (e.hasMoreElements())
1552     {
1553       String key = (String) e.nextElement();
1554       Vector tmp = (Vector) codonHash.get(key);
1555
1556       if (tmp.contains(codon))
1557       {
1558         return key;
1559       }
1560     }
1561
1562     return null;
1563   }
1564
1565   public static int[][] getDefaultPeptideMatrix()
1566   {
1567     return ResidueProperties.getBLOSUM62();
1568   }
1569
1570   public static int[][] getDefaultDnaMatrix()
1571   {
1572     return ResidueProperties.getDNA();
1573   }
1574
1575   /**
1576    * get a ScoreMatrix based on its string name
1577    *
1578    * @param pwtype
1579    * @return matrix in scoreMatrices with key pwtype or null
1580    */
1581   public static ScoreMatrix getScoreMatrix(String pwtype)
1582   {
1583     Object val = scoreMatrices.get(pwtype);
1584     if (val != null && val instanceof ScoreMatrix)
1585     {
1586       return (ScoreMatrix) val;
1587     }
1588     return null;
1589   }
1590   /**
1591    * get a ScoreModel based on its string name
1592    *
1593    * @param pwtype
1594    * @return scoremodel of type pwtype or null
1595    */
1596   public static ScoreModelI getScoreModel(String pwtype)
1597   {
1598     return scoreMatrices.get(pwtype);
1599   }
1600
1601   public static int getPAM250(char c, char d)
1602   {
1603     int a = aaIndex[c];
1604     int b = aaIndex[d];
1605
1606     int pog = ResidueProperties.PAM250[a][b];
1607
1608     return pog;
1609   }
1610
1611   public static Hashtable toDssp3State;
1612   static
1613   {
1614     toDssp3State = new Hashtable();
1615     toDssp3State.put("H", "H");
1616     toDssp3State.put("E", "E");
1617     toDssp3State.put("C", " ");
1618     toDssp3State.put(" ", " ");
1619     toDssp3State.put("T", " ");
1620     toDssp3State.put("B", "E");
1621     toDssp3State.put("G", "H");
1622     toDssp3State.put("I", "H");
1623     toDssp3State.put("X", " ");
1624   }
1625
1626   /**
1627    * translate from other dssp secondary structure alphabets to 3-state
1628    *
1629    * @param ssstring
1630    * @return ssstring as a three-state secondary structure assignment.
1631    */
1632   public static String getDssp3state(String ssstring)
1633   {
1634     if (ssstring == null)
1635     {
1636       return null;
1637     }
1638     StringBuffer ss = new StringBuffer();
1639     for (int i = 0; i < ssstring.length(); i++)
1640     {
1641       String ssc = ssstring.substring(i, i + 1);
1642       if (toDssp3State.containsKey(ssc))
1643       {
1644         ss.append((String) toDssp3State.get(ssc));
1645       }
1646       else
1647       {
1648         ss.append(" ");
1649       }
1650     }
1651     return ss.toString();
1652   }
1653
1654   /**
1655    * Used by getRNASecStrucState
1656    *
1657    */
1658   public static Hashtable toRNAssState;
1659   static
1660   {
1661     toRNAssState = new Hashtable();
1662     toRNAssState.put(")", "S");
1663     toRNAssState.put("(", "S");
1664   }
1665
1666   /**
1667    * translate to RNA secondary structure representation
1668    *
1669    * @param ssstring
1670    * @return ssstring as a RNA-state secondary structure assignment.
1671    */
1672   public static String getRNASecStrucState(String ssstring)
1673   {
1674     if (ssstring == null)
1675     {
1676       return null;
1677     }
1678     StringBuffer ss = new StringBuffer();
1679     for (int i = 0; i < ssstring.length(); i++)
1680     {
1681       String ssc = ssstring.substring(i, i + 1);
1682       if (toRNAssState.containsKey(ssc))
1683       {
1684         ss.append((String) toRNAssState.get(ssc));
1685       }
1686       else
1687       {
1688         ss.append(" ");
1689       }
1690     }
1691     return ss.toString();
1692   }
1693
1694   // main method generates perl representation of residue property hash
1695   // / cut here
1696   public static void main(String[] args)
1697   {
1698     Hashtable aa = new Hashtable();
1699     System.out.println("my %aa = {");
1700     // invert property hashes
1701     Enumeration prop = propHash.keys();
1702     while (prop.hasMoreElements())
1703     {
1704       String pname = (String) prop.nextElement();
1705       Hashtable phash = (Hashtable) propHash.get(pname);
1706       Enumeration res = phash.keys();
1707       while (res.hasMoreElements())
1708       {
1709         String rname = (String) res.nextElement();
1710         Vector aprops = (Vector) aa.get(rname);
1711         if (aprops == null)
1712         {
1713           aprops = new Vector();
1714           aa.put(rname, aprops);
1715         }
1716         Integer hasprop = (Integer) phash.get(rname);
1717         if (hasprop.intValue() == 1)
1718         {
1719           aprops.addElement(pname);
1720         }
1721       }
1722     }
1723     Enumeration res = aa.keys();
1724     while (res.hasMoreElements())
1725     {
1726       String rname = (String) res.nextElement();
1727
1728       System.out.print("'" + rname + "' => [");
1729       Enumeration props = ((Vector) aa.get(rname)).elements();
1730       while (props.hasMoreElements())
1731       {
1732         System.out.print("'" + (String) props.nextElement() + "'");
1733         if (props.hasMoreElements())
1734         {
1735           System.out.println(", ");
1736         }
1737       }
1738       System.out.println("]" + (res.hasMoreElements() ? "," : ""));
1739     }
1740     System.out.println("};");
1741   }
1742   // to here
1743 }