test/jalview/structure/Mapping.java

   1 /*
   2  * Jalview - A Sequence Alignment Editor and Viewer (Version 2.9)
   3  * Copyright (C) 2015 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.structure;
  22
  23 import static org.testng.AssertJUnit.assertEquals;
  24 import static org.testng.AssertJUnit.assertTrue;
  25
  26 import jalview.datamodel.AlignmentAnnotation;
  27 import jalview.datamodel.Annotation;
  28 import jalview.datamodel.Sequence;
  29 import jalview.datamodel.SequenceI;
  30 import jalview.gui.AlignFrame;
  31 import jalview.io.FileLoader;
  32 import jalview.io.FormatAdapter;
  33
  34 import org.testng.Assert;
  35 import org.testng.AssertJUnit;
  36 import org.testng.annotations.Test;
  37
  38 import MCview.PDBfile;
  39
  40 public class Mapping
  41 {
  42
  43   /*
  44    * more test data
  45    *
  46    * 1QCF|A/101-121 SFQKGDQMVVLEESGEWWKAR Ser 114 jumps to Gly 116 at position
  47    * 115 in PDB Res Numbering secondary structure numbers in jmol seem to be in
  48    * msd numbering, not pdb res numbering.
  49    */
  50   @Test(groups = { "Functional" }, enabled = false)
  51   public void pdbEntryPositionMap() throws Exception
  52   {
  53     Assert.fail("This test intentionally left to fail");
  54     for (int offset = 0; offset < 20; offset += 6)
  55     {
  56       // check we put the secondary structure in the right position
  57       Sequence uprot = new Sequence("TheProtSeq",
  58               "DAWEIPRESLKLEKKLGAGQFGEVWMATYNKHTKVAVKTMKPGSMSVEAFLAEANVMKTL");
  59       uprot.setStart(offset + 258); // make it harder - create a fake
  60                                     // relocation problem for jalview to
  61                                     // deal with
  62       uprot.setEnd(uprot.getStart() + uprot.getLength() - 1);
  63       // original numbers taken from
  64       // http://www.ebi.ac.uk/pdbe-srv/view/entry/1qcf/secondary.html
  65       // these are in numbering relative to the subsequence above
  66       int coils[] = { 266, 275, 278, 287, 289, 298, 302, 316 }, helices[] = new int[]
  67       { 303, 315 }, sheets[] = new int[] { 267, 268, 269, 270 };
  68
  69       StructureSelectionManager ssm = new jalview.structure.StructureSelectionManager();
  70       PDBfile pmap = ssm.setMapping(true, new SequenceI[] { uprot },
  71               new String[] { "A" }, "test/jalview/ext/jmol/1QCF.pdb",
  72               jalview.io.FormatAdapter.FILE);
  73       assertTrue(pmap != null);
  74       SequenceI protseq = pmap.getSeqsAsArray()[0];
  75       AlignmentAnnotation pstra = protseq
  76               .getAnnotation("Secondary Structure")[0];
  77       int pinds, pinde;
  78       pstra.restrict((pinds = protseq.findIndex(258) - 1),
  79               pinde = (protseq.findIndex(317) - 1));
  80       int op;
  81       System.out.println("PDB Annot");
  82       for (char c : protseq.getSubSequence(pinds, pinde).getSequence())
  83       {
  84         System.out.print(c + ", ");
  85       }
  86       System.out.println("\n" + pstra + "\n\nsubsequence\n");
  87       for (char c : uprot.getSequence())
  88       {
  89         System.out.print(c + ", ");
  90       }
  91       System.out.println("");
  92       for (AlignmentAnnotation ss : uprot
  93               .getAnnotation("Secondary Structure"))
  94       {
  95         ss.adjustForAlignment();
  96         System.out.println("Uniprot Annot\n" + ss);
  97         assertTrue(ss.hasIcons);
  98         char expected = 'H';
  99         for (int p : helices)
 100         {
 101           Annotation a = ss.annotations[op = (uprot.findIndex(offset + p) - 1)];
 102           assertTrue(
 103                   "Expected a helix at position " + p + uprot.getCharAt(op)
 104                           + " but got coil", a != null);
 105           assertEquals("Expected a helix at position " + p,
 106                   a.secondaryStructure, expected);
 107         }
 108         expected = 'E';
 109         for (int p : sheets)
 110         {
 111           Annotation a = ss.annotations[uprot.findIndex(offset + p) - 1];
 112           assertTrue(
 113                   "Expected a strand at position " + p + " but got coil",
 114                   a != null);
 115           assertEquals("Expected a strand at position " + p,
 116                   a.secondaryStructure, expected);
 117         }
 118         expected = ' ';
 119         for (int p : coils)
 120         {
 121           Annotation a = ss.annotations[uprot.findIndex(offset + p) - 1];
 122           assertTrue("Expected coil at position " + p + " but got "
 123                   + a.secondaryStructure, a == null);
 124         }
 125       }
 126     }
 127   }
 128
 129   @Test(groups = { "Functional" }, enabled = false)
 130   public void testPDBentryMapping() throws Exception
 131   {
 132     Assert.fail("This test intentionally left to fail");
 133     Sequence sq = new Sequence(
 134             "1GAQ A subseq 126 to 219",
 135             "EIVKGVCSNFLCDLQPGDNVQITGPVGKEMLMPKDPNATIIMLATGTGIAPFRSFLWKMFFEKHDDYKFNGLGWLFLGVPTSSSLLYKEEFGKM");
 136     Sequence sq1 = new Sequence(sq);
 137     String inFile;
 138     StructureSelectionManager ssm = new jalview.structure.StructureSelectionManager();
 139     // Associate the 1GAQ pdb file with the subsequence 'imported' from another
 140     // source
 141     PDBfile pde = ssm.setMapping(true, new SequenceI[] { sq }, new String[]
 142     { "A" }, inFile = "examples/1gaq.txt", jalview.io.FormatAdapter.FILE);
 143     assertTrue("PDB File couldn't be found", pde != null);
 144     StructureMapping[] mp = ssm.getMapping(inFile);
 145     assertTrue("No mappings made.", mp != null && mp.length > 0);
 146     int nsecStr = 0, nsTemp = 0;
 147     // test for presence of transferred annotation on sequence
 148     for (AlignmentAnnotation alan : sq.getAnnotation())
 149     {
 150       if (alan.hasIcons)
 151       {
 152         nsecStr++;
 153       }
 154       if (alan.graph == alan.LINE_GRAPH)
 155       {
 156         nsTemp++;
 157       }
 158     }
 159     assertEquals(
 160             "Only one secondary structure should be transferred to associated sequence.",
 161             1, nsecStr);
 162     assertEquals(
 163             "Only two line graphs should be transferred to associated sequence.",
 164             2, nsTemp);
 165     // Now test the transfer function and compare annotated positions
 166     for (StructureMapping origMap : mp)
 167     {
 168       if (origMap.getSequence() == sq)
 169       {
 170         assertEquals("Mapping was incomplete.", sq.getLength() - 1,
 171                 (origMap.getPDBResNum(sq.getEnd()) - origMap
 172                         .getPDBResNum(sq.getStart())));
 173         // sanity check - if this fails, mapping from first position in sequence
 174         // we want to transfer to is not where we expect
 175         assertEquals(1, origMap.getSeqPos(126));
 176         SequenceI firstChain = pde.getSeqs().get(0);
 177         // Compare the annotated positions on the PDB chain sequence with the
 178         // annotation on the associated sequence
 179         for (AlignmentAnnotation alan : firstChain.getAnnotation())
 180         {
 181           AlignmentAnnotation transfer = origMap.transfer(alan);
 182           System.out.println("pdb:" + firstChain.getSequenceAsString());
 183           System.out.println("ann:" + alan.toString());
 184           System.out.println("pdb:" + sq.getSequenceAsString());
 185           System.out.println("ann:" + transfer.toString());
 186
 187           for (int p = 0, pSize = firstChain.getLength(); p < pSize; p++)
 188           {
 189             // walk along the pdb chain's jalview sequence
 190             int rseqpos;
 191             int fpos = origMap.getSeqPos(rseqpos = firstChain
 192                     .findPosition(p));
 193             // only look at positions where there is a corresponding position in
 194             // mapping
 195             if (fpos < 1)
 196             {
 197               continue;
 198             }
 199             // p is index into PDB residue entries
 200             // rseqpos is pdb sequence position for position p
 201             // fpos is sequence position for associated position for rseqpos
 202             // tanpos is the column for the mapped sequence position
 203             int tanpos = sq.findIndex(fpos) - 1;
 204             if (tanpos < 0 || transfer.annotations.length <= tanpos)
 205             {
 206               // gone beyond mapping to the sequence
 207               break;
 208             }
 209
 210             Annotation a = transfer.annotations[tanpos], b = alan.annotations[p];
 211             assertEquals("Non-equivalent annotation element at " + p + "("
 212                     + rseqpos + ")" + " expected at " + fpos + " (alIndex "
 213                     + tanpos + ")", a == null ? a : a.toString(),
 214                     b == null ? b : b.toString());
 215             System.out.print("(" + a + "|" + b + ")");
 216           }
 217
 218         }
 219       }
 220     }
 221   }
 222
 223   /**
 224    * corner case for pdb mapping - revealed a problem with the AlignSeq->Mapping
 225    * transform
 226    *
 227    */
 228   @Test(groups = { "Functional" })
 229   public void mapFer1From3W5V() throws Exception
 230   {
 231     AlignFrame seqf = new FileLoader(false)
 232             .LoadFileWaitTillLoaded(
 233                     ">FER1_MAIZE/1-150 Ferredoxin-1, chloroplast precursor\nMATVLGSPRAPAFFFSSSSLRAAPAPTAVALPAAKVGIMGRSASSRRRLRAQATYNVKLITPEGEVELQVPD\nDVYILDQAEEDGIDLPYSCRAGSCSSCAGKVVSGSVDQSDQSYLDDGQIADGWVLTCHAYPTSDVVIETHKE\nEELTGA",
 234                     FormatAdapter.PASTE, "FASTA");
 235     SequenceI newseq = seqf.getViewport().getAlignment().getSequenceAt(0);
 236     StructureSelectionManager ssm = new jalview.structure.StructureSelectionManager();
 237     PDBfile pmap = ssm.setMapping(true, new SequenceI[] { newseq },
 238             new String[] { null }, "examples/3W5V.pdb",
 239             jalview.io.FormatAdapter.FILE);
 240     if (pmap == null)
 241     {
 242       AssertJUnit.fail("Couldn't make a mapping for 3W5V to FER1_MAIZE");
 243     }
 244   }
 245
 246   /**
 247    * compare reference annotation for imported pdb sequence to identical
 248    * seuqence with transferred annotation from mapped pdb file
 249    */
 250   @Test(groups = { "Functional" })
 251   public void compareTransferredToRefPDBAnnot() throws Exception
 252   {
 253     AlignFrame ref = new FileLoader(false)
 254             .LoadFileWaitTillLoaded("test/jalview/ext/jmol/1QCF.pdb",
 255                     jalview.io.FormatAdapter.FILE);
 256     SequenceI refseq = ref.getViewport().getAlignment().getSequenceAt(0);
 257     SequenceI newseq = new Sequence(refseq.getName() + "Copy",
 258             refseq.getSequenceAsString());
 259     // make it harder by shifting the copy vs the reference
 260     newseq.setStart(refseq.getStart() + 25);
 261     newseq.setEnd(refseq.getLength() + 25 + refseq.getStart());
 262     StructureSelectionManager ssm = new jalview.structure.StructureSelectionManager();
 263     ssm.setProcessSecondaryStructure(true);
 264     ssm.setAddTempFacAnnot(true);
 265     PDBfile pmap = ssm.setMapping(true, new SequenceI[] { newseq },
 266             new String[] { null }, "test/jalview/ext/jmol/1QCF.pdb",
 267             jalview.io.FormatAdapter.FILE);
 268     assertTrue(pmap != null);
 269     assertEquals("Original and copied sequence of different lengths.",
 270             refseq.getLength(), newseq.getLength());
 271     assertTrue(refseq.getAnnotation() != null
 272             && refseq.getAnnotation().length > 0);
 273     assertTrue(newseq.getAnnotation() != null
 274             && newseq.getAnnotation().length > 0);
 275     for (AlignmentAnnotation oannot : refseq.getAnnotation())
 276     {
 277       for (AlignmentAnnotation tannot : newseq.getAnnotation(oannot.label))
 278       {
 279         for (int p = 0, pSize = refseq.getLength(); p < pSize; p++)
 280         {
 281           Annotation orig = oannot.annotations[p], tran = tannot.annotations[p];
 282           assertTrue("Mismatch: coil and non coil site " + p, orig == tran
 283                   || orig != null && tran != null);
 284           if (tran != null)
 285           {
 286             assertEquals("Mismatch in secondary structure at site " + p,
 287                     tran.secondaryStructure, orig.secondaryStructure);
 288           }
 289         }
 290       }
 291     }
 292   }
 293 }