3. Maestroの利用方法

3.1. Maestroの概要

MaestroはSchrodinger Suiteを利用する上で分子モデリングや解析が可能な統合GUI環境です。 計算化学の専門家だけでなく、現場のメディシナルケミストにも使いやすいように工夫されており、3次元QSARを行う「Phase」や化合物ライブラリーを扱う「CombiGlide」の一部機能の統合され、簡易解析であればMaestroのみで実行できます。 またジョブの投入機能もあるため、Maetroで作成したシステムをTSUBAME3に投入し計算を行うことも可能です。

3.2. TSUBAME3上のMaestroの起動

下記コマンドでTSUBAME3にログインしてください。

$ ssh login.t3.gsic.titech.ac.jp -l USER-ID -i 鍵ファイル -YC

下記コマンドでモジュールファイルを読み込んでください。

$ module load schrodinger/Feb-17

下記コマンドでMaestroを起動します。

$ maestro

利用しているX環境によってはエラーが発生する場合があります。その場合は以下コマンドを実行し、ヘルプを表示させ、環境に合わせたオプションを指定し、実行してください。

$ maestro -h

3.3. ユーザ端末上のMaestroの起動

インストール手順書にて環境変数の設定が行われていることを前提に記載しております。
下記コマンドでMaestroを起動します。

$ $SCHRODINGER/maestro

maestro画面

3.4. Maestroの画面説明

メインメニューは詳細な機能を提供するためのアクセスポイントです。機能の概要については下記の通りです。


メインメニュー

メインメニューの機能

項目 機能
Maestro Macのみ: 標準的なアプリケーションメニュー
File すべてのプロジェクトおよび構造に関する終了を含むアクション
Edit 構造とエントリの変更に関連するアクション。 アプリケーションの設定もここに含みます。
Select 選択に関連するアクション
Workspace ワークスペースの内容に関連するアクション。 外観設定も含まれます
Scripts ユーザー定義のスクリプトとKNIMEワークフローのアクセスポイント。
View カメラビューを変更する、ビューを保存する、画面の表示を変更するアクション。
Window フローティングウィンドウ、ペイン、ガジェットトグルのアクセスポイント。
Help ヘルプ、キーボードショートカット、チュートリアルなどへのアクセス。テクニカルサポートへのアクセスとライセンスとホストの設定ダイアログへのアクセスも含まれています。

3.4.2. ワークスペース

ワークスペースはリガンドなどの低分子構造やタンパク質の立体構造などといった中~大規模分子構造を可視化する領域です。

ワークスペース

3.4.3. ツールバー

ツールバー

ツールバーはMaestroの主要ツールでワークスペース中のオブジェクトを選択して操作することができます。
ツールバーには、ワークスペース内のオブジェクトを選択する2つの方法があります。ピッキングツールか、簡易選択機能です。 ピッキングツールは、ワークスペース内の原子、結合、またはリボンをクリックするか、領域をドラッグして囲まれたオブジェクトを選択できます。 クイックセレクト機能では、共通構造オブジェクトまたは定義したカスタムセットリストから選択できます。 選択を変更する他の方法のボタンもあります。

ピッキングツール


ピッキングツール

ピッキングツールは、ワークスペースのオブジェクトを選択する主な方法です。 ピッキングツールは、ウィンドウの左上にあります。 アクティブにすると矢印が青色に変わり、オブジェクトをクリックまたはドラッグするとアクティブな選択が変わります。 結合をクリックして結合内の2つの原子を選択するか、リボンをクリックして関連する残基のアルファ炭素を選択することもできます。
ピッキングモードは3つあり、デフォルトのモードは標準ピッキングで、選択したオブジェクトのみが選択状態になり、他のすべてのオブジェクトは選択解除されます。 他の2つのモードは、ピッキングツールの隣のボタンでアクティブになります。


選択追加アイコン

+マークをクリックすると、ワークスペースまたは選択ツールバーでクリックしたオブジェクトが現在の選択範囲に追加されます。


選択削除アイコン

-マークをクリックすると、ワークスペースまたは選択ツールバーでクリックしたオブジェクトが現在の選択範囲から削除されます。


ロック表示

ポインタアイコンが鍵のようなアイコンに変わる場合はオブジェクトがロックされたエントリにあり、選択できないことを示します。 ロックされたエントリ内のオブジェクトを選択することはできません(測定モードなどを除いて、アクションが許可されません)。

ピッキングレベルメニュー


ピッキングレベルメニュー

ピッキングレベルメニューは、ワークスペースで選択する内容を決定します。 デフォルトでは、原子選択です。 より高いレベルでは、単一の原子をクリックすると、関連するすべてのオブジェクト(関連する残基、鎖、分子、またはエントリ)が選択されます。
予測ハイライト


予測ハイライト表示

左が硫黄の上にポインタを動かした場合の表示、右がポインタを硫黄から離した表示
予測ハイライトは、クリックするとどのオブジェクトが選択されるかを示します。 オブジェクトの上にポインタを置いて、どのオブジェクトが「点灯」しているかを確認します。

簡易選択機能


簡易選択機能 アイコン

ワークスペース内の特定の種類の一般的なオブジェクトのワンクリック選択を提供します。 ボタンは下記の通り

アイコンの機能

アイコン 機能
タンパク質選択
リストからの選択
リガンド選択
全選択
溶媒選択
選択解除

拡張選択機能


拡張選択機能

アイコンの機能

アイコン 機能
選択反転
一つ前の選択に戻します
選択範囲の距離指定を行います。各種オプションがあります。
カスタム選択機能を提供します

画面調整ツール


画面調整ツール

ワークスペースのズーム/ズームアウトを変更します。

アイコンの機能

アイコン 機能
全オブジェクトがワークスペース内に自動的に収まるよう設定されます。
リガンドがワークスペース内に自動的に収まるよう設定されます。
表示されている全オブジェクトが自動的に収まるよう設定されます。
選択したオブジェクトがワークスペースビュー内に自動的に収まるよう設定されます。
LIGANDボタンと似た機能ですが、クリックするたびに個々のリガンドにフォーカスされます。

スタイルツールボックス


スタイルツールボックス

アイコンの機能

アイコン 機能
オブジェクトの可視
CPK表示
オブジェクトの不可視
色変更ツール
選択オブジェクトのみ可視
単色変更ツール
水素の可視/不可視
ラベルツール
線モデル
ラベル除去ツール
棒モデル(細)
リボンツール
棒モデル(中)
リボン除去ツール
棒と丸モデル
表面ツール

プリセットスタイルツール


プリセットスタイルツール

プリセットスタイルの分割ボタンの左側がカスタムプリセットを適用します。 右の矢印は、事前入力済みのPyMOLスタイルのプリセットとプロファイルのデフォルトのプリセットを含むメニューを開きます。

ビルダー


ビルダー

3Dビルダーパネルは、主要な構造編集および構築ツールです。直接作業し、原子や結合を選択して削除したり、追加したり、プロパティを変更することができます。 このパネルは、ワークスペースの上のBUILDボタンをクリックすると開き、パネルは手動で閉じるまで開いたままで、常にメインウィンドウの上にあります。

アイコンの機能

アイコン タイプ 機能
エントリの作成 新規エントリの作成
エントリの作成 エントリの複製
エントリの作成 新規エントリを作成し、選択オブジェクトをコピーする
エントリの作成 新規エントリを作成し、選択オブジェクトを移動する
基本編集 原子や結合の削除
基本編集 元素指定
基本編集 結合の削除
基本編集 結合の作成
基本編集 +1電荷を追加
本編集 -1電荷の追加
基本編集 結合の追加(三重まで)
基本編集 結合の除去(0まで)
移動と構築 選択したオブジェクトを指定した方法で移動させます。詳細はクリックした際に表示されるバナーを参照してください。
移動と構築 選択したオブジェクトにフラグメントを追加するためのパレットを開き、選択がない場合はワークスペースに配置します
移動と構築 ワークスペース内のオブジェクトを描画または消去し、既存のオブジェクトの要素を変更する機能です。バナーには、手順と一連のツールが用意されています
移動と構築 選択した原子に水素を追加します。
移動と構築 選択したオブジェクトの最適化を行います。

カメラの変更


カメラの変更メニュー

オブジェクト選択中に[SPACE]キーを押すことで表示を変更することができます。 [SPACE]キーをおしたまま各アイコンをクリックし、ドラッグすることでアイコンに応じた変更を行うことができます。

アイコンの機能

アイコン 機能
回転
移動
ズーム/ズームアウト

フラグメントメニュー


フラグメントメニュー

この小さなアイコンは、新しく追加された各フラグメントの横に表示され、関連のない操作が行われるまでワークスペースに残ります。 アイコンをクリックすると、新しいフラグメントで使用可能なアクションのメニューが開きます。


プロジェクトパネル

これら2つのボタンを使用すると、プロジェクト関連のパネルを表示できます。 上のボタンはプロジェクトテーブルの表示、下のボタンはワークスペースナビゲータパネルを表示します。


プロジェクトテーブル


ジョブステータスアイコン

ジョブステータスアイコンは、ジョブの実行、失敗、または完了を示します。 また、アクティブなジョブをリストし、ジョブモニタパネル全体にアクセスできる小さなミニモニタパネルへのアクセスも可能です。 アイコンの表示別の状態は下記の通りです。

アイコンの機能

アイコン 機能
デフォルト状態
現在実行中のジョブはなく、最近完了したジョブもありません。
計算中
このプロジェクトで現在少なくとも1つのジョブが実行されています。 クリックすると、ミニモニタペインにアクティブなジョブのリストが表示されます。 ジョブの詳細については、表の行をダブルクリックして、モニターパネルでジョブを表示してください。
計算完了
現在実行中のジョブはありませんが、1つ以上のジョブが正常に完了しました。 クリックしてミニモニタを開き、Incカラムをクリックしてジョブの結果を組み込む事ができます。最近完了したジョブの詳細について「モニタ」ボタンをクリックします。
失敗
このプロジェクトの少なくとも1つのジョブがエラーで失敗しています。 このステータスは他のすべてのものを上書きします。クリアするには、ミニモニタを開き、ピンクの背景とステータスが「died」ジョブを探します。 テーブルの行をダブルクリックすると、モニタパネルでジョブの詳細が表示されます。 その後、ステータスが「失敗」に変わり、ミニモニタペインを閉じた後、ジョブボタンが通常の状態に戻ります。

タスクツール


タスクツール

タスクツールはMaestroに含まれているすべてのアプリケーションとツールのアクセス環境です。
アプリケーションへのアクセスを助ける検索、ブラウズ、ショートカット、お気に入りなどの機能があります。


ワークスペースナビゲータ

ワークスペースナビゲータは、エントリリストと構造階層の2つの部分で構成される単一のパネルで構成され、エントリを管理し、ワークスペース内の構造を管理するために使用されます。 エントリリストは、以下を提供するプロジェクトテーブルのサブセットです。

  • ワークスペースに構造を描画する
  • タスクのエントリ行の選択・管理
  • 複製、分割、マージによる新しいエントリの作成
  • 階層内のエントリのグループ化とグループ解除
  • エントリの削除

構造階層は、ワークスペースに含まれる構造と下位構造をで表現されます。

エントリ階層


エントリ階層

エントリ階層は、グループ内でグループを作成できるようにすることで、柔軟な方法でエントリを整理する機能を提供します。 ワークスペースナビゲータの一部であるエントリリストとプロジェクトテーブルパネルの両方が階層を最大限に活用します。

構造階層

構造階層

構造階層は、現在ワークスペースに含まれているエントリの階層ビューを提供します。 これにより、各レベルの構造を操作して、ツリーの各行の可視トグル、スタイリングツールボックス、および原子選択機能を提供します。


フッターバー

ワークスペースの下部にあるフッターには、ステータスバーとワークスペース設定ツールバーが含まれています。 ステータスバーには、ワークスペース内の構造に関する情報が表示されます。 ワークスペース設定ツールバーでは、どのような補助オブジェクトが表示されるかを判断することができます。 また、ワークスペースを強化するさまざまなガジェットやツールにアクセスすることもできます。

ステータスバー


ステータスバー

ステータスバーの左側の固定された領域には、ワークスペース内の選択、表示ならびに合計の原子数が表示されます。 これらの値は、選択が変更されると下記のように情報が更新されます。


ある残基の炭素を選択した場合の表示

ワークスペースコンフィグレーションツールバー


ワークスペースコンフィグレーションツールバー

ワークスペースコンフィグツールバーには、ワークスペースで現在利用可能な補助オブジェクトを一時的に非表示にできるトグルボタンがあります。 オブジェクトが使用可能で、ワークスペースに表示されているときは、ボタンが青色になります。 利用可能な場合は透明な背景となり、利用できないときはくすんだ青色となります。 それらの中にはツールボックスやパネルを開くためのボタンがあります。

アイコンの機能

アイコン 機能
ラベル表示
メジャー表示
表面表示
リボン表示
インタラクションツールボックスの起動
ワークスペースコンフィグレーションツールボックスの起動

インタラクションツールボックス


インタラクションツールボックス

このツールボックスでは、3種類の結合されていない相互作用の表示/非表示を切り替えることができます。 それぞれのサブタイプには、個別に切り替えることもでき、サブタイプの状態を保持しながら、基本的な対話タイプを隠すことができます。 これらのインタラクションタイプのそれぞれには、インタラクションに使用する原子セットを選択できるメニューもあります。 すべての場合において、デフォルトはリガンド受容体です。

ワークスペースコンフィグレーションツールボックス


ワークスペースコンフィグレーションツールボックス

ワークスペースコンフィグレーションツールボックスは、ワークスペースとMaestroの追加機能のレイアウトオプションを統合します。 各項目はアイコンをクリックすることでオンオフすることができ、オンにするといくつかのオプションが追加されます。

測定ツールボックス

このツールボックスには、ワークスペースに現在表示されている各測定タイプのタブが含まれています。 測定のマーカーの色は、タブラベルの隣に表示されます。パネル内の測定行をダブルクリックしてワークスペースをその測定値に合わせるか、右クリックして次のアクションを含むコンテキストメニューを開くことができます。

  • ワークスペースに合わせる - ワークスペースを測定に合わせる(測定を拡大する)
  • 削除 - 測定値を削除する
  • Calculate Property - 測定内の原子を使用して、選択した各エントリの測定プロパティを作成します。これは、原子番号を使用するので、主にコンホーマーに有用です。


Calculate Property

パネルの右上隅にある矢印ボタンは、現在表示されているタブの測定値の削除とエクスポートアクションだけでなく、すべての測定値の削除を提供します。 エクスポートでは現在のタブに測定値を含むプレーンテキスト(CSV)ファイルが書き込まれます。 矢印の左にあるルーラーボタンは、ワークスペースを測定モードにし、ツールボックスを閉じます。

3.4.6. ワークスペースガジェット

2Dオーバーレイ表示


2Dオーバーレイ表示

ワークスペースガジェットは、任意のリガンドまたは他の小分子の2D版をワークスペースに表示します。
ペインを右クリックしてメニューを開きます。 単一の構造のみが表示されている場合は、2Dスケッチャーで構造を開くオプションが含まれます。


ワークスペースプロパティ

このワークスペースガジェットは、左上隅に表示され、ワークスペース内の「ターゲット」エントリの選択されたプロパティ情報を表示します。 ポインタが画面のこの領域に移動すると、ポインタが手書きアイコンに変わり、ポインタがガジェット内にあることを示します。 クリックするとChange Workspace Propertiesダイアログが開きます。 このダイアログボックスでは、このエリアに表示されているプロパティのリストを追加、削除、並べ替えができます。 右クリックすると、このダイアログを開くことができるメニューが表示され、プロパティを非表示にできます

3.4.7. ワークスペースメニュー

ワークスペースにはいくつかのショートカット(コンテキスト)メニューがあり、その内容はクリックするオブジェクトによって異なります。 これらのメニューについては、以下で簡単に説明します。 メニューの詳細はメインウィンドウのショートカットメニューにあります。

選択した原子及び結合のショートカットメニュー


選択した原子及び結合のショートカットメニュー 左:原子、右:結合

ワークスペース内のアトムまたはボンドを右クリックすると、選択したショートカットメニューが表示されます。 アクションは、メニュータイトルで示されるように、選択された原子または結合の数によって異なります。 適用可能な場合は、測定や調整が可能です。

表面のショートカットメニュー


表面のショートカットメニュー

ワークスペース内の表面を右クリックすると、このメニューが表示されます。 表示オプションは、表面の名前を変更するためのダイアログを開きます。 ワークスペースに現在含まれているすべての表面が表示されているかどうかを示すダイアログが開きます。

3.5. Maestroによる計算投入

ここではMaestroのチュートリアルにあるデータを利用してMaestroからLigprepの計算を行います。 maestroが起動している前提ですすめます。 なお、TSUBAME3、ユーザ端末のどちらにも対応しておりますが、ユーザ端末から計算を行う場合はインストール手順書の作業がすべて完了していることが前提条件となります。
また、TSUBAME3でMaestroを実行している場合はお試し実行の範囲でのみ動作します。

3.5.1. 計算用データの取得

計算用のデータを取得をするため、チュートリアルデータにアクセスします。


チュートリアルの呼び出し

Help>Tutorials…を選択します。


チュートリアルダイアログ

チュートリアルダイアログが起動するので、filterにligprepと記入します。


チュートリアルダイアログ Filter by ligprep

ligprepのデータのコピーを行うため、Copy to:にコピー先のディレクトリを直接記入するか、Browse…から指定し、「Copy…」ボタンをクリックします。 環境によっては一瞬でコピーが終了しますので、念のためlsコマンドなどで確認してください。
(日本語ディレクトリなど2バイト文字を含むディレクトリがあるなどの場合はBrowse…クリック時にMaestroが異常終了する場合があります。 その場合はOS環境を英語環境に変更してください。)
例では/home//schrodingerにコピーしております。 下記コマンドを打ち、ファイルが有ることを確認して下さい。

$ ls
1D_smiles.smi  2D_variations.sdf  3D_rings.mae  examples.sdf

3.5.2. ファイルの読み込み

コピーしたファイルを読み込んで、構造を確認します。


ファイルの読み込み@メニュー

file>Import Structureを選択してください。

コピーしたディレクトリから1D_smiles.smiを選択し、Openをクリックしてください。
今回は確認のため、ProjectTableによる確認を行います。


ProjectTableの呼び出し

Window>ProjectTableを選択してProjectTableを呼び出します。


ProjectTable

74化合物存在することを確認し、2D viewerアイコンをクリックして各構造についても確認します。


2D viewer

確認したら2D viewer、ProjectTableを閉じて構いません。

3.5.3. ジョブの作成

タスクツールからLigprepを呼び出します。 メニューに表示されている場合はそのまま選択し、ない場合はSearch欄に「Ligprep」と打ち、Ligprep>Ligprep…をクリックします。


Ligprepの選択(メニューから選択)


Ligprepの選択(検索メニューから選択)


Ligprepジョブダイアログ

Ligprepジョブダイアログが表示されるので、今回は先程読み込んだProjectTableを元に計算を行います。図は指定した後の画面です。 今回はその他の項目についても図のように指定してください。

指定可能なパラメータについては各自にて?ボタンよりマニュアルを呼び出し、確認してください。

3.5.4. ジョブの投入先の指定

ジョブができたら、投入先の指定を行います。 歯車状のジョブダイアログアイコンをクリックしてください。


ジョブセッティングダイアログアイコン


ジョブセッティングダイアログ(ユーザ端末上)

上記のジョブセッティングダイアログが表示されますので、計算投入先を指定してください。
TSUBAME3で実行しているユーザは「CPU_harf_1node」を指定してください。 ユーザ端末上で実行しているユーザは各自が設定したschrodinger.hostsファイル記載の各サーバに投入が可能です。

3.5.5. ジョブの投入と確認

本書ではTSUBAME3-hnodeに投入します。 LigprepジョブダイアログもしくはジョブセッティングダイアログのRunボタンをクリックすると計算サーバに投入されます。 ここではLigprepジョブダイアログから投入しますので、ジョブセッティングダイアログは閉じ、LigprepジョブダイアログからRunボタンをクリックしてください。


ジョブ投入直後のLigprepジョブダイアログ

ジョブ投入直後にSubmitting Job…の表示に切り替わります。


バッチジョブスケジューラーに投入された後のLigprepジョブダイアログ

バッチジョブスケジューラーに投入されるとJob startedの表示になりますが、qw状態でもこの表示になります。


Maestroのジョブダイアログ:計算中

Maestroでもジョブが流れていることを確認できます。


ミニジョブモニター起動ボタン

ミニジョブモニター起動ボタンをクリックすると、ミニジョブモニターが立ち上がります。


ミニジョブモニター

すでに計算が終了している場合はミニジョブモニターに何も表示されません。 計算が終了していない場合や、異常終了している場合はここに情報が表示されます。 表示されていない場合はMoniter…をクリックしてジョブモニターで計算の状態を確認する必要があります。


ジョブモニター

ジョブモニターでは詳細なジョブの情報を確認することができます。 例ではcompleted:finishedとなっており、正常終了しております。

completed:finishedの状態でジョブ欄をクリックするとincorporatedに変化します。 この状態になるとデータがProjectTabeleの組み込まれているので、データを確認します。

ProjectTabele によるLigprepの計算後のデータ確認

ProjectTabeleを起動し、データを確認します。 例ではligprep_1-out1というSDFファイル中に90個の化合物が存在します。

3.5.6. 結果の保存

メニューより、File>Save Project As…を選択します。


Projectの保存方法


Projectの保存

Projectの保存ダイアログが表示されますので、Flie名を指定して保存してください。