PyMOL 分子可视化工具安装教程

PyMOL 分子可视化工具安装教程

通过官网、conda 和社区一键包三种方式安装 PyMOL,覆盖 Windows、macOS 与 Linux

#PyMOL 简介

PyMOL 是一套内嵌 Python 解释器的分子图形系统,最初由 Warren L. DeLano 开发,现由 Schrödinger 维护与分发,采用用户赞助(user-sponsored)模式并建立在开源基础之上。

它面向蛋白质、核酸、配体及其复合物的三维结构,支持实时渲染、几何测量(距离、角度与二面角)、分子表面计算、光线追踪出图与动画制作,也可用于编辑 PDB 文件;批量处理与自动化通过命令行或 Python API 完成,社区插件可在此基础上进一步扩展功能。因此在结构生物学、药物设计与教学中,PyMOL 常被用于制作论文、基金申请与学术演示所需的图像。

PyMOL 界面(左侧为商业版,右侧为开源版)
PyMOL 界面(左侧为商业版,右侧为开源版)

PyMOL 同时提供商业版与开源版。商业版功能完整,附带官方附加组件并提供官方支持,但需要许可证文件 license.lic;开源版免费,核心功能与商业版一致,差异在于不包含官方附加组件。

本文介绍三种安装方式:官网安装包、conda 与社区一键安装包,三者均覆盖 Windows、macOS 与 Linux,文末给出安装验证方法。

#安装方式与平台支持

三种方式的区别不在平台,而在版本来源、许可证要求与所需的运行环境:

安装方式版本与许可证适用场景
官网安装包商业版,需许可证需要官方支持与附加组件
conda pymol-bundle商业版,需许可证已有 conda 工作流,且需要商业版功能
conda pymol-open-source开源版,免许可证需要在多个版本之间切换,或与其他工具统一依赖
社区一键安装包开源版,免许可证只需尽快获得可用界面,不打算配置环境

三种方式都不需要预先安装 Python:官网安装包与社区一键包均已内置解释器,conda 方式则由所创建的环境提供。

#许可证获取

本节仅适用于商业版:官网安装包与 conda 的 pymol-bundle 都需要 license.lic 激活,开源版与社区一键安装包可直接跳过。按身份选择其中一条途径:

在 pymol.org/buy.html 购买商业授权,全日制学生与教师可申请为期一年的免费教育订阅。另有 pymol.org/educational/ 提供的教育版,其功能有所精简且仅限课堂教学使用,不可用于科学研究与论文发表,需注意与商业授权区分。上述两种途径获得的均为 license.lic 文件。

PyMOL 许可证购买页面
PyMOL 许可证购买页面

#官网安装

登录或完成购买后,在 pymol.org 下载对应平台的安装包。安装包已内置 Python 3.10,无需另行安装解释器。

PyMOL 官方下载页面
PyMOL 官方下载页面
  1. 下载 .exe 安装程序;官网同时提供免安装的便携版 ZIP。

  2. 双击运行,按向导完成安装。

    • 安装路径不应包含中文、空格或特殊字符,否则插件与脚本调用可能出错。
  3. 从开始菜单或桌面快捷方式启动 PyMOL。

IMPORTANT

三个平台首次启动时均会弹出许可证提示,单击 Browse for License File 并选择已下载的 license.lic,即可完成激活。

PyMOL License 上传界面
PyMOL License 上传界面

#使用 conda 安装

若已使用 conda 管理生物信息学环境,建议同样通过 conda 安装 PyMOL,使其依赖遵循同一套隔离方式。

Miniconda、Miniforge 与 Anaconda 均可;尚未安装时,可从 docs.conda.io 获取,或参考 Conda 环境管理器安装教程。

Conda 下载页面
Conda 下载页面

创建专用环境

为 PyMOL 单独创建环境,不建议安装至 base 环境或系统 Python。此处选择 Python 3.10,与官网安装包内置的解释器版本一致,开源版 pymol-open-source 与商业版 pymol-bundle 均支持该版本:

conda create -n pymol_env python=3.10
conda activate pymol_env

激活成功后,命令行提示符前会出现 (pymol_env),表示后续命令均作用于该环境。conda 不会在新终端中自动恢复激活状态,每次新开终端都需重新执行 conda activate pymol_env。

安装 PyMOL

按需要的版本选择其一,两条命令末尾的 -y 表示跳过安装前的确认提示:

无需许可证。conda-forge 频道当前提供的开源版为 3.1.0 1,版本落后于官网商业版:

conda install -c conda-forge pymol-open-source -y
TIP

mamba 是 conda 的高性能替代实现,依赖求解与下载速度更快,Miniforge 已内置,无需额外安装。改用 mamba 时把命令开头的 conda 换成 mamba 即可。

启动

通过 conda 安装的 PyMOL 不会创建桌面图标,需在终端启动:

conda activate pymol_env
pymol

#社区一键安装包

社区项目 pymol-open-source-setup 将开源版 PyMOL 打包为各平台的原生安装包,下载后即可使用,无需 conda 或其他环境管理工具,也不涉及许可证。

安装包可从项目的 Releases 页面 下载,当前版本为 v3.1.0.4+4,对应 PyMOL 3.1.0 2。按平台选择对应文件:

  • Windows:*_WINx64_setup.exe(安装版)或 *_WINx64_portable.zip(便携版),另提供 x86 版本
  • macOS:*.dmg
  • Linux:*_amd64.deb(Debian 系)、*_x86_64.rpm(Red Hat 系)或通用 *.tar.gz
PyMOL 一键安装包下载页面
PyMOL 一键安装包下载页面
  1. 双击运行下载的 setup.exe。若出现「Windows 已保护你的电脑」提示,依次单击「更多信息」与「仍要运行」。

  2. 同意许可协议后等待安装完成,程序默认安装至 C:\Users\%USERNAME%\AppData\Roaming\PyMOL-Open-Source\bin。

  3. 安装结束后桌面会生成快捷方式,双击即可启动。

WARNING

这些安装包由社区维护,并非 Schrödinger 官方发布。项目自述其为非正式、未获认可且不受支持的构建,仅供测试与评估使用,按「原样」提供且不承担担保责任。用于正式科研产出时,建议使用官网安装包或 conda 方式。

#安装验证

安装完成后,可通过以下步骤确认 PyMOL 可用:

  1. 启动 PyMOL:桌面图标、应用菜单,或在终端执行 pymol(conda 方式需先激活环境)。图形界面正常打开,即表明主程序与依赖完整。

  2. conda 方式可进一步确认已安装的版本与来源频道:

    conda list pymol
  3. 在 PyMOL 命令行中载入一个测试结构并出图。fetch 需要联网访问 PDB 数据库,无网络时可改用 File → Open 载入本地结构文件:

    PyMOL 命令行
    fetch 1kao
    png ~/Desktop/test.png, width=10cm, dpi=300, ray=1

视窗中出现分子结构,且指定路径下生成图像文件,说明安装与渲染流程均正常。

三种方式安装的 PyMOL 在使用上没有区别,命令行、Python API 与插件体系一致,商业版额外的官方附加组件不改变核心的结构渲染与分析能力。

命令与脚本的完整参考见 PyMOL Wiki,其中收录了 fetch、ray、png 等命令的参数说明与示例;使用 conda 安装时,环境导出与复现、频道优先级配置等问题可参考 Conda 环境管理器安装教程。

参考资料

  1. pymol-open-source | conda-forge — conda-forge 频道上的开源版发布页,最新版本以页面为准。 ↩

  2. Releases · kullik01/pymol-open-source-setup — 社区一键安装包的发布页,版本号与各平台安装包名称以页面为准。 ↩

版权许可

本文基于 CC BY-NC-SA 4.0 发布,转载需署名且不可用于商业目的。

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