PyMOL 零基础入门:从下载安装到纯鼠标做出第一张蛋白结构图

大家好，我是某白。

刚进课题组或者写毕业论文时，很多人都会被要求画一张蛋白三维结构图。去网上搜一圈 PyMOL 教程，十篇有九篇上来就让你打开命令行，背 fetch、select、hide everything、show cartoon。

对平时几乎不碰代码的同学来说，最劝退的往往不是蛋白本身，而是：软件去哪下？打开以后黑乎乎一片点哪里？英文命令输错一个字母没反应怎么办？

其实 PyMOL 有一套现成的图形按钮。从下载蛋白、清理红星水分子、切换螺旋与折叠飘带，到换白底、渲染出高清大图，全程只点鼠标就能走完。

这篇我们不敲一行代码，拿经典的泛素蛋白（PDB 编号：1UBQ）当例子，带你从零做出第一张干干净净的蛋白结构图。

一、先装软件：选对版本，省去折腾环境

如果你平时不用 Python，装软件只有一条原则：找双击就能装的安装包，绕开命令行配环境。

PyMOL 目前常见的获取方式有两种，按你手头的用途选：

路线 A：教育版三步安装法（全程网页 + 鼠标）

1. 下载安装程序：打开 PyMOL 官网：https://www.pymol.org/ ，下载 Windows 版的 EXE Installer。下载后双击运行，遇到安装范围选项时点 Just Me（仅当前用户），一路点 Next 装完。
2. 免费申请教育许可：打开 PyMOL 教育版专用申请页：https://pymol.org/edu/ （认准 /edu/ 网址，别点进商业购买页），填姓名、邮箱和学校信息；如果是自学，按官方 FAQ 说明在课程/机构栏填 self-study 即可。
3. 导入许可证文件：收到官方邮件后，按邮件里的指引下载许可文件（.lic 或通过 Schrödinger License Manager 激活）。注意：下载下来的许可文件不要直接双击——从电脑开始菜单打开 PyMOL，在弹出的激活窗口里点浏览（Browse），选中刚才保存的许可文件即可。

路线 B：无水印开源版——别自己配环境，复制这段话让 AI 助手代劳

如果你马上要画论文投稿图，不想受教育版“不能用于发表”和半年续期的限制，开源版 PyMOL 是最省心的终极方案。

为什么以前新手不敢装开源版？因为开源版没有官方一键安装包，要么得去配 Conda 环境（conda-forge 的 pymol-open-source），要么得去下载跟 Python 版本严丝合缝的 .whl 预编译包（比如 Windows 64 位 Python 3.12 必须精准对应 pymol-3.2.0a0-cp312-cp312-win_amd64.whl，差一个小版本都会报错），还得补装 pmw、numpy、PyQt5 等一堆依赖。

但现在是 AI 时代了——排斥命令行的最好办法，就是让 AI 替你去敲命令行。

在 Windows 电脑上实测了完整的代装流程：只要你电脑上有能操作本地终端的 AI 编程/桌面助手（比如 Claude Code、Codex、Cursor 或其他本地 Agent 工具），直接把下面这段实测过的一键代装提示词复制发给它，然后去喝杯水就行：

复制给 AI 助手（Agent）的代装提示词：

 我是零基础用户，不想自己敲命令行。请帮我在当前电脑上安装无水印的开源版 PyMOL（pymol-open-source），要求如下：
 1. 先检查我电脑上是否已有 Conda / Miniforge 或独立的 Python 环境。
 2. 请务必使用独立环境安装，绝对不要破坏或覆盖我现有的其他科研 Python 环境：
    - 如果有 Conda/Miniforge，请新建一个名为 pymol 的独立环境，从 conda-forge 安装 pymol-open-source（以及界面所需的 pyqt）；
    - 如果走纯 Python + wheel 路线，请核对 Python 版本与系统架构（如 cp312 + win_amd64），安装匹配的 pymol 预编译 wheel 包，并补齐 pmw、numpy、PyQt5 等 GUI 依赖。
 3. 安装完成后，请在后台跑一次无界面自检（测试 import pymol 并打印 cmd.get_version()），确认能正常启动且不报错。
 4. 最重要的一步：请帮我在系统【桌面】自动创建一个名为“PyMOL开源版”的快捷方式（.lnk），直接指向安装好的 PyMOL.exe（或启动脚本）。

实测跑完这段指令会发生什么？AI 会自己去检查你的电脑（比如发现已有 Anaconda 或 C:\Python312），自动对齐 cp312-win_amd64 装好 pymol 3.2.0a0、pmw、numpy 和 PyQt5，验证完版本号后，直接在你的电脑桌面上生成一个 PyMOL开源版 图标。从头到尾你不需要打开一次黑框终端，以后每次用，直接在桌面双击图标就能进图形界面。

二、打开软件别慌：看一张图，认准这 6 个地方

第一次打开 PyMOL，界面看起来像老式工业软件，顶部还有不少英文日志。别管那些滚动的字，对照下面这张真实界面图，你只需要认准标了数字的这几个位置：

PyMOL 界面六大核心操作区全解：认准顶部菜单、右侧 A/S/H/L/C 按钮和序列条，全程点鼠标即可完成作图

1. ① 顶部第一排菜单栏（File、Display 等）：用来打开文件（File → Open）、调出氨基酸序列条（Display → Sequence）、换白色背景（Display → Background → White）和保存图片。
2. ② 右上角快捷按钮区（Orient、Draw/Ray）：蛋白转歪了点 Orient 一键回正；画完图点 Draw/Ray 一键渲染高清图。
3. ③ 氨基酸序列条（Sequence）：开启后会横在黑窗口上方，每一个字母代表一个氨基酸，用鼠标左键点字母就能直接选中那个残基（比如图里高亮的第 25 号 N）。
4. ④ 右侧对象列表与 A / S / H / L / C 五大按钮（最核心！）：每当你打开一个蛋白文件，它的名字（如 1ubq）就会出现在这里。名字右边紧跟着 5 个彩色字母按钮——这是整个 PyMOL 的方向盘，我们画图 90% 的操作都靠点这五个字母： A（Action，动作）：自动居中对准（orient）、删掉多余的水分子（remove waters）、找极性相互作用（find → polar contacts）。 S（Show，显示）：让蛋白以卡通飘带（as → cartoon）、棍棒（sticks）或表面（surface）显示出来。 H（Hide，隐藏）：把不想看的线条、氢原子或文字标签藏起来（只是不显示，不会删坏数据）。 L（Label，标签）：给氨基酸标上名字和编号。 C（Color，颜色）：给蛋白按二级结构（by ss）、按链（by chain）或按元素（by element）换颜色。
5. ⑤ 右下角鼠标指南与底栏开关：提示当前鼠标左/中/右键的功能；最右下角那排小按钮里的 S 也能随时开关顶部的氨基酸序列条。
6. ⑥ 命令输入栏（PyMOL>）：平时点鼠标完全不用管它；只有你想“偷懒”把别人写好的美颜代码整段复制粘贴进去一键出图时，才点这里。

三、把第一个蛋白装进软件：去网页点一下就行

每个公开的蛋白质三维结构，在国际蛋白质数据库（RCSB PDB）里都有一个 4 位数的“身份证号”，比如 1UBQ。很多教程让你敲命令下载，但校园网或家用网经常卡住没反应。最稳、最直观的办法是直接去网页下文件，拖进软件。

第 1 步：去 RCSB PDB 网站下载结构文件

打开浏览器，访问 RCSB PDB 官网的 1UBQ 页面：https://www.rcsb.org/structure/1UBQ（或者打开 rcsb.org，在顶部搜索框输入 1UBQ 回车）。

点击页面右侧蓝色的 Download Files 按钮，在下拉菜单里点 PDB Format（或者 PDBx/mmCIF Format）。浏览器会下载一个名叫 1ubq.pdb（或 1ubq.cif）的小文件。建议在桌面建一个叫 PyMOL练习 的文件夹，把它放进去。

第 2 步：拖进 PyMOL，先学会用鼠标转一转

打开 PyMOL，直接用鼠标把刚才下载的 1ubq.pdb 文件拖拽到 PyMOL 中央的黑底大窗口里，松手（或者点顶部菜单 File → Open 选中它）。

这时候屏幕中央会出现一个绿色的蛋白模型，周围还飘着很多红色的十字小星星；右上角的列表里也多了一行 1ubq。

刚导入 1UBQ 时的默认画面（已转为白底方便看清周围红星水分子

先别急着改样式，花 30 秒试试鼠标怎么控制它：

• 按住鼠标左键拖动：把蛋白上下左右旋转，像拿在手里翻看一样。
• 按住鼠标右键上下拖动：把镜头拉近（放大）或推远（缩小）。
• 按住鼠标滚轮（中键）拖动：把整个画面上下左右平移。（如果不小心把蛋白拖丢了、屏幕一片黑，别慌，点一下右上角 1ubq 旁边的 A → orient ，蛋白立马乖乖回到屏幕正中间。）

四、四步点鼠标：把乱糟糟的初始图变成漂亮结构图

刚导进来的图有三个毛病：背景黑乎乎的、周围全是红星星（结晶水分子）、全身绿油油分不清结构层次。我们按顺序点四下鼠标，把它收拾干净。

第 1 步：扫掉满屏的红十字（去水分子）

那些红色的十字小星星，是实验测结构时留下来的水分子（Waters）。看整体结构时它们纯属捣乱。

去右上角找到 1ubq 那一行，依次点击：

A（Action） → remove waters

一点完，周围的红色小星星瞬间消失，画面一下就清静了。

第 2 步：确保只用“卡通飘带”展示主链

PyMOL 默认有时会叠着细线条（Lines）。为了让画面最干净，我们告诉软件“只显示卡通飘带模式”。

在右上角 1ubq 那一行，依次点击：

S（Show） → as → cartoon

注意这里点的是 S 下面的 as → cartoon ，而不是直接点下面的 cartoon。as 的意思是“替换成卡通飘带，同时关掉其他乱七八糟的线条”。现在你能清楚看到：卷曲的弹簧是 α-螺旋（Helix），扁平带箭头的是 β-折叠片层（Sheet），连接它们的细绳是无规卷曲（Loop）。

第 3 步：按二级结构自动上色

全身同一种绿色看不出重点。结构生物学里最经典的配色是把螺旋、折叠和连接区涂成不同颜色。不用自己一段段选，PyMOL 早就做好了一键套餐。

在右上角 1ubq 那一行，依次点击：

C（Color） → by ss（按二级结构着色） → 选第一项 Helix Sheet Loop（红-黄-绿）

点下的瞬间，蛋白里的螺旋自动变成红色，带箭头的折叠片变成黄色，连接绳变成绿色。哪个区域是什么结构，一眼就能分清。

第 4 步：把黑背景换成期刊常用的纯白背景

黑底在自己电脑上看挺酷，但放进论文 Word 文档或组会白底 PPT 里会像一块黑补丁，打印出来更是一团黑墨。

去软件最顶部的菜单栏，依次点击：

Display → Background → White

再用鼠标左键稍微转一个好看的角度，或者点一下右上角 1ubq 旁的 A → orient 让它自动摆正。

四步点击完成后的 1UBQ 蛋白结构图

五、顺手学一招：不记命令，怎么单独标出某一个氨基酸？

有时候导师会说：“把第 25 号氨基酸的侧链画出来看看。”如果不敲代码，怎么在几百个氨基酸里精准找到第 25 号？

答案是打开序列条（Sequence）。

1. 点击顶部菜单栏的 Display → Sequence （或者点右下角的 S 小按钮）。
2. 主视窗上方会浮现出一排英文字母，比如 MQIFVKTLTG...，每一个字母就代表一个氨基酸，上面还标着 1、6、11 这样的序号。
3. 拖动序列条下方的滑块，找到编号 25 对应的字母 N （天冬酰胺），用鼠标左键点一下这个字母 N 。
4. 这时你会发现，右上角列表里自动多出了一行叫 (sele) 的东西——它就是你刚刚选中的第 25 号氨基酸！
5. 点击 (sele) 右边的 S → sticks （显示棍棒），再点 (sele) 右边的 C → by element → 第一个图标（碳原子染成青色或灰色，氧红氮蓝）。
6. 最后在黑/白背景的空白处左键点一下，取消选中状态。第 25 号氨基酸的侧链就像树枝一样从飘带上长出来了。

六、大功告成：渲染高清图，并存好“后悔药”

你在屏幕上看到的画面，只是软件为了让你流畅旋转而生成的“草稿预览”，放大看边缘会有锯齿。保存图片前，我们让软件精修（光线追踪渲染）一下，再存两个文件。

1. 导出高清 PNG 图片

点击软件最顶部的菜单：

File → Export Image As → PNG...

在弹出的保存面板里（新版 PyMOL 右侧或弹窗）：

• 如果有宽度（Width）和高度（Height），可以填 1600 和 1200（普通汇报够用；如果投期刊可以填 2400），勾选或点击 Draw / Ray（光线追踪渲染）。
• 如果你的版本直接弹出保存对话框，也可以先点界面右上角面板顶部的 Draw/Ray 按钮，点选 Ray (slow) ，等几秒钟画面变光滑后，再点 File → Export Image As → PNG... 保存到桌面 PyMOL练习 文件夹里，起名 1ubq_第一张图.png。

2. 存一份 .pse 工程文件（极其重要！）

很多新手画完图，只存了一张 .png 图片就直接关软件了。结果第二天导师说：“图不错，把红色螺旋改成蓝色，再往左转一点。”这时候只有一张死图片的你，只能从头再画一遍。

关软件前，永远记得多做一步： 点击顶部菜单 File → Save Session As... ，把它存成 1ubq_工程备份.pse。

• .png 是洗出来的照片：发微信、放 PPT、插进 Word 用它。
• .pse 是可随时修改的工程存档：下次双击这个 .pse 文件，你的蛋白、颜色、角度全都原封不动地恢复，随时能接着改。

七、给“懒人”的彩蛋：如果还是嫌点鼠标慢，可以复制这 6 行

看到这里，你已经发现不用命令行也能把图画得明明白白。

那为什么老手还是喜欢用命令栏？因为当你要给 10 个蛋白画一模一样的风格时，把刚才点鼠标的动作写成几行字，整段复制粘贴进去按一下回车，1 秒钟就能全做完。

如果你想体验一下“一键成图”，可以在 PyMOL 底部（或顶部日志框下方）找到带 PyMOL> 提示符的输入框，把下面这几行复制粘贴进去回车——它做的事情，跟我们上面四步点鼠标一模一样：

remove solvent
as cartoon, 1ubq
color red, 1ubq and ss h
color yellow, 1ubq and ss s
color green, 1ubq and ss l+""
bg_color white
orient 1ubq

不背也没关系，平时点鼠标完全够用。

下一篇我们进入真正的科研重头戏：当你拿到了一个蛋白和小分子药物结合的复合物（或者自己刚跑完分子对接），怎么不用写复杂代码，把小分子、结合口袋和氢键虚线画成能直接投 SCI 期刊的论文图？

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