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Author Topic: Helical parameters output of X3DNA  (Read 4891 times)

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Helical parameters output of X3DNA
« on: August 22, 2007, 12:41:57 am »
Dear,

I wonder why that the number of helical parameters printed out of
'analyze' is one less than the number of base-pairs. Is there a reason why
or I am missing something fundamental?

Appended below is the a.out file.

Thanks,
kp


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****************************************************************************
    3DNA (v1.5, Nov. 2002) by Xiang-Jun Lu at Wilma K. Olson's Lab.
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1. The list of the parameters given below correspond to the 5' to 3'
direction
   of strand I and 3' to 5' direction of strand II.

2. All angular parameters, except for the phase angle of sugar pseudo-
   rotation, are measured in degrees in the range of [-180, +180], and all
   displacements are measured in Angstrom units.
****************************************************************************
File name: test.pdb
Date and time: Mon Aug 20 17:11:05 2007

Number of base-pairs: 10
Number of atoms: 3390
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RMSD of the bases (----- for WC bp, + for isolated bp, x for helix change)

            Strand I                    Strand II          Helix
   1   (0.063) A:...1_:[..A]A-----T[..T]:..20_:A (0.051)     |
   2   (0.071) A:...2_:[..A]A-----T[..T]:..19_:A (0.042)     |
   3   (0.066) A:...3_:[..A]A-----T[..T]:..18_:A (0.046)     |
   4   (0.080) A:...4_:[..A]A-----T[..T]:..17_:A (0.074)     |
   5   (0.055) A:...5_:[..A]A-----T[..T]:..16_:A (0.040)     |
   6   (0.067) A:...6_:[..A]A-----T[..T]:..15_:A (0.041)     |
   7   (0.042) A:...7_:[..A]A-----T[..T]:..14_:A (0.059)     |
   8   (0.070) A:...8_:[..A]A-----T[..T]:..13_:A (0.064)     |
   9   (0.046) A:...9_:[..A]A-----T[..T]:..12_:A (0.061)     |
  10   (0.061) A:..10_:[..A]A-----T[..T]:..11_:A (0.076)     |
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Detailed H-bond information: atom-name pair and length [ON]
   1 A-----T  [2]  N6 - O4  2.90  N1 - N3  2.98
   2 A-----T  [2]  N6 - O4  3.26  N1 - N3  3.07
   3 A-----T  [2]  N6 - O4  3.09  N1 - N3  3.02
   4 A-----T  [2]  N6 - O4  3.14  N1 - N3  2.94
   5 A-----T  [2]  N6 - O4  3.03  N1 - N3  3.02
   6 A-----T  [2]  N6 - O4  2.81  N1 - N3  2.95
   7 A-----T  [2]  N6 - O4  2.75  N1 - N3  3.05
   8 A-----T  [2]  N6 - O4  2.96  N1 - N3  2.89
   9 A-----T  [2]  N6 - O4  3.54  N1 - N3  2.84
  10 A-----T  [2]  N6 - O4  2.88  N1 - N3  3.06
****************************************************************************
Overlap area in Angstrom^2 between polygons defined by atoms on successive
bases. Polygons projected in the mean plane of the designed base-pair step.

Values in parentheses measure the overlap of base ring atoms only. Those
outside parentheses include exocyclic atoms on the ring. Intra- and
inter-strand overlap is designated according to the following diagram:

                    i2  3'      5' j2
                       /|      |
                        |       |
               Strand I |       | II
                        |       |
                        |       |
                        |      |/
                    i1  5'      3' j1

     step      i1-i2        i1-j2        j1-i2        j1-j2        sum
   1 AA/TT  4.74( 3.05)  0.00( 0.00)  0.00( 0.00)  5.23( 0.01)  9.96( 3.06)
   2 AA/TT  0.39( 0.00)  0.00( 0.00)  0.00( 0.00)  8.19( 2.68)  8.58( 2.68)
   3 AA/TT  3.24( 2.18)  0.00( 0.00)  0.00( 0.00)  4.08( 0.02)  7.31( 2.20)
   4 AA/TT  2.56( 2.03)  0.00( 0.00)  0.00( 0.00)  3.14( 0.00)  5.69( 2.03)
   5 AA/TT  2.08( 0.86)  0.00( 0.00)  0.00( 0.00)  7.48( 1.76)  9.56( 2.61)
   6 AA/TT  4.10( 3.17)  0.00( 0.00)  0.00( 0.00)  3.60( 0.00)  7.70( 3.17)
   7 AA/TT  2.63( 1.82)  0.00( 0.00)  0.00( 0.00)  4.59( 0.14)  7.22( 1.96)
   8 AA/TT  3.96( 2.47)  0.00( 0.00)  0.00( 0.00)  4.46( 0.00)  8.43( 2.47)
   9 AA/TT  1.82( 0.64)  0.00( 0.00)  0.00( 0.00)  7.77( 1.86)  9.59( 2.50)
****************************************************************************
Origin (Ox, Oy, Oz) and mean normal vector (Nx, Ny, Nz) of each base-pair in
   the coordinate system of the given structure

      bp        Ox        Oy        Oz        Nx        Ny        Nz
    1 A-T      37.60     35.96     24.86     -0.75     -0.59      0.30
    2 A-T      35.23     34.08     25.15     -0.67     -0.74      0.07
    3 A-T      32.07     31.79     27.06     -0.65     -0.75      0.14
    4 A-T      29.66     29.31     26.84     -0.67     -0.73      0.14
    5 A-T      27.08     26.55     26.22     -0.67     -0.74      0.11
    6 A-T      24.53     24.26     26.06     -0.62     -0.76      0.20
    7 A-T      23.12     21.15     26.43     -0.63     -0.76      0.13
    8 A-T      21.78     18.24     27.04     -0.59     -0.81      0.03
    9 A-T      19.56     16.18     27.53     -0.61     -0.79     -0.01
   10 A-T      18.52     12.87     27.38     -0.64     -0.76     -0.09
****************************************************************************
Local base-pair parameters
     bp        Shear    Stretch   Stagger    Buckle  Propeller  Opening
    1 A-T      -0.10     -0.27     -0.81     12.69    -25.71      7.98
    2 A-T      -0.20      0.22      0.47     24.48     -9.98      7.73
    3 A-T       0.38      0.10      0.38      1.16    -16.25      1.81
    4 A-T       0.21      0.13      0.18     -4.00    -16.93      5.81
    5 A-T       0.21      0.14     -0.25    -18.33     -3.53     -2.54
    6 A-T       0.50      0.03     -0.08     -9.36    -12.22     -4.65
    7 A-T       0.10     -0.02     -0.06      2.81     -2.71    -10.65
    8 A-T      -0.06     -0.05     -0.12     12.01    -14.90     -0.77
    9 A-T       0.06      0.11      0.80     15.69    -27.91     15.23
   10 A-T       0.11      0.09      0.64     14.73    -14.33     -8.04
          ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
      ave.      0.12      0.05      0.12      5.19    -14.45      1.19
      s.d.      0.21      0.14      0.48     13.11      8.16      8.06
****************************************************************************
Local base-pair step parameters
    step       Shift     Slide      Rise      Tilt      Roll     Twist
   1 AA/TT      0.34     -0.17      3.02    -11.74     11.19     32.23
   2 AA/TT     -1.71     -0.22      3.98     -3.17     -3.15     40.48
   3 AA/TT      0.23     -0.68      3.39      0.81     -1.24     32.38
   4 AA/TT     -0.10     -1.08      3.67      1.81      0.00     34.47
   5 AA/TT     -0.75     -0.30      3.33     -2.83      5.37     33.25
   6 AA/TT      0.19     -0.89      3.31      1.29     -3.94     28.47
   7 AA/TT      0.24     -0.78      3.16      2.91     -6.07     35.57
   8 AA/TT      0.70      0.04      2.99     -2.95     -0.16     41.95
   9 AA/TT     -1.27     -0.18      3.22     -5.25      1.58     29.06
          ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
      ave.     -0.24     -0.48      3.34     -2.12      0.40     34.21
      s.d.      0.82      0.39      0.32      4.55      5.23      4.59
****************************************************************************
Local base-pair helical parameters
    step       X-disp    Y-disp   h-Rise     Incl.       Tip   h-Twist
   1 AA/TT     -1.72     -2.05      2.56     18.74     19.67     35.99
   2 AA/TT      0.12      2.02      4.11     -4.54      4.57     40.71
   3 AA/TT     -0.99     -0.27      3.42     -2.23     -1.44     32.41
   4 AA/TT     -1.82      0.48      3.66      0.00     -3.05     34.52
   5 AA/TT     -1.41      0.82      3.29      9.30      4.90     33.78
   6 AA/TT     -0.89     -0.09      3.41     -7.95     -2.61     28.77
   7 AA/TT     -0.41      0.02      3.25     -9.82     -4.71     36.18
   8 AA/TT      0.06     -1.25      2.94     -0.22      4.11     42.05
   9 AA/TT     -0.69      1.35      3.38      3.12     10.35     29.56
          ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
      ave.     -0.86      0.12      3.33      0.71      3.53     34.88
      s.d.      0.71      1.25      0.43      8.86      7.78      4.49
****************************************************************************
Structure classification:

This is a right-handed nucleic acid structure
****************************************************************************
lambda: virtual angle between C1'-YN1 or C1'-RN9 glycosidic bonds and the
        base-pair C1'-C1' line

C1'-C1': distance between C1' atoms for each base-pair
RN9-YN1: distance between RN9-YN1 atoms for each base-pair
RC8-YC6: distance between RC8-YC6 atoms for each base-pair

    bp     lambda(I) lambda(II)  C1'-C1'   RN9-YN1   RC8-YC6
   1 A-T      57.8      59.3      10.2       8.6       9.7
   2 A-T      58.6      61.9      10.3       8.8      10.0
   3 A-T      57.6      53.6      10.7       9.1      10.1
   4 A-T      63.2      55.8      10.5       9.0      10.2
   5 A-T      57.6      52.5      10.8       9.1      10.0
   6 A-T      58.3      49.0      10.9       9.1      10.0
   7 A-T      53.8      51.2      10.9       9.1       9.9
   8 A-T      56.9      57.4      10.5       8.9       9.9
   9 A-T      58.6      63.4      10.0       8.6      10.0
  10 A-T      50.0      52.6      11.1       9.2      10.0
****************************************************************************
Classification of each dinucleotide step in a right-handed nucleic acid
structure: A-like; B-like; TA-like; intermediate of A and B, or other cases

    step       Xp      Yp      Zp     XpH     YpH     ZpH    Form
   1 AA/TT   -4.31    8.40   -0.82   -5.70    8.18    2.19     B
   2 AA/TT   -3.79    8.82   -0.03   -3.61    8.79   -0.71     B
   3 AA/TT   -3.80    9.11   -0.42   -4.74    9.09   -0.76     B
   4 AA/TT   -3.41    9.03   -0.04   -5.11    9.03   -0.05     B
   5 AA/TT   -2.16    9.02    0.77   -3.60    8.79    2.18
   6 AA/TT   -2.18    9.46    0.84   -3.02    9.48   -0.44
   7 AA/TT   -2.57    8.91    0.46   -3.01    8.87   -0.97     B
   8 AA/TT   -3.16    8.75    0.08   -3.04    8.75    0.05     B
   9 AA/TT   -4.05    8.81   -1.27   -4.72    8.87   -0.76     B
****************************************************************************
Minor and major groove widths: direct P-P distances and refined P-P distances
   which take into account the directions of the sugar-phosphate backbones

   (Subtract 5.8 Angstrom from the values to take account of the vdw radii
    of the phosphate groups, and for comparison with FreeHelix and Curves.)

Ref: M. A. El Hassan and C. R. Calladine (1998). ``Two Distinct Modes of
     Protein-induced Bending in DNA.'' J. Mol. Biol., v282, pp331-343.

                  Minor Groove        Major Groove
                 P-P     Refined     P-P     Refined
   1 AA/TT       ---       ---       ---       ---
   2 AA/TT       ---       ---       ---       ---
   3 AA/TT      10.8       ---      18.9       ---
   4 AA/TT      11.3      11.1      18.2      18.1
   5 AA/TT      12.9      12.9      21.3      21.1
   6 AA/TT      13.2      13.2      20.6      20.6
   7 AA/TT      10.7       ---      21.3       ---
   8 AA/TT       ---       ---       ---       ---
   9 AA/TT       ---       ---       ---       ---
****************************************************************************
Global linear helical axis defined by equivalent C1' and RN9/YN1 atom pairs
Deviation from regular linear helix: 3.36(0.50)
Helix:    -0.630  -0.763   0.142
HETATM 9998  XS    X X 999      36.556  36.152  24.444
HETATM 9999  XE    X X 999      17.508  13.084  28.739
Average and standard deviation of helix radius:
      P: 9.85(0.67), O4': 6.92(0.71),  C1': 6.32(0.68)

Global parameters based on C1'-C1' vectors:

disp.: displacement of the middle C1'-C1' point from the helix
angle: inclination between C1'-C1' vector and helix (subtracted from 90)
twist: helical twist angle between consecutive C1'-C1' vectors
rise:  helical rise by projection of the vector connecting consecutive
       C1'-C1' middle points onto the helical axis

     bp       disp.    angle     twist      rise
   1 A-T      3.82      2.16     33.56      3.82
   2 A-T      3.13      4.54     36.57      2.73
   3 A-T      4.33     -2.32     32.44      2.92
   4 A-T      3.94     -3.48     35.36      3.18
   5 A-T      3.55     -2.90     31.94      4.13
   6 A-T      4.04     -5.26     30.09      3.63
   7 A-T      3.07     -0.86     36.64      3.15
   8 A-T      3.15     -4.43     40.17      3.09
   9 A-T      3.06    -14.65     30.16      3.57
  10 A-T      3.22    -11.90      ---       ---
****************************************************************************
Main chain and chi torsion angles:

Note: alpha:   O3'(i-1)-P-O5'-C5'
      beta:    P-O5'-C5'-C4'
      gamma:   O5'-C5'-C4'-C3'
      delta:   C5'-C4'-C3'-O3'
      epsilon: C4'-C3'-O3'-P(i+1)
      zeta:    C3'-O3'-P(i+1)-O5'(i+1)

      chi for pyrimidines(Y): O4'-C1'-N1-C2
          chi for purines(R): O4'-C1'-N9-C4

Strand I
  base    alpha    beta   gamma   delta  epsilon   zeta    chi
   1 A     ---     ---     48.5   136.9  -134.9   -69.1  -131.4
   2 A    -99.1   178.1    44.1   140.5   -89.8   161.2   -77.4
   3 A    -96.7   141.7    65.9   119.1   172.4   -71.1  -116.3
   4 A    -74.6   174.2    57.2   111.9  -170.8  -103.0  -129.0
   5 A    -43.3   165.4    37.6   116.9  -160.9  -103.2  -146.8
   6 A    -83.6   165.2    74.7   110.0  -166.9   -91.9  -128.2
   7 A    -51.8   170.9    50.5   135.7   171.7  -118.8  -116.0
   8 A    -56.5  -178.8    61.3   139.0   172.7   -94.9  -102.0
   9 A    -46.4  -178.9    60.1   145.5  -167.4   -73.4   -91.9
  10 A    -94.0   169.0    44.6   126.5    ---     ---    -84.2

Strand II
  base    alpha    beta   gamma   delta  epsilon   zeta    chi
   1 T    -56.3   158.2    78.8   122.3    ---     ---   -120.7
   2 T    -64.9   163.6    55.0    96.0   179.2   -96.0  -141.3
   3 T    -61.9  -178.2    44.6   136.2  -176.5   -91.2  -106.9
   4 T    -65.7  -170.7    49.8   132.5   173.9   -90.3  -112.1
   5 T    -61.5   170.1    78.6   140.0   176.4   -98.7  -115.6
   6 T    -83.7   170.9    61.7    76.9  -169.8   -69.0  -142.4
   7 T    -80.0   174.1    55.4    89.4   167.9   -67.0  -146.1
   8 T    -66.5   176.6    69.7   120.7  -175.6   -89.6  -128.2
   9 T    -74.9   161.6    69.3    86.5   177.1   -93.0  -146.5
  10 T     ---     ---     60.1   112.7  -179.3   -86.7  -121.1
****************************************************************************
Sugar conformational parameters:

Note: v0: C4'-O4'-C1'-C2'
      v1: O4'-C1'-C2'-C3'
      v2: C1'-C2'-C3'-C4'
      v3: C2'-C3'-C4'-O4'
      v4: C3'-C4'-O4'-C1'

      tm: amplitude of pseudorotation of the sugar ring
      P:  phase angle of pseudorotation of the sugar ring

Strand I
 base       v0      v1      v2      v3      v4      tm       P    Puckering
   1 A    -27.0    31.5   -22.9     8.4    10.9    30.3   139.2    C1'-exo
   2 A    -34.1    43.4   -37.2    17.9    10.8    43.7   148.4    C2'-endo
   3 A    -25.4    36.7   -34.2    18.8     4.6    37.6   155.5    C2'-endo
   4 A    -41.8    39.4   -19.0    -5.4    29.0    42.1   116.8    C1'-exo
   5 A    -35.6    29.5   -13.0    -7.7    29.8    35.8   111.2    C1'-exo
   6 A    -27.3    31.5   -21.0     6.7    12.9    29.8   134.9    C1'-exo
   7 A    -35.5    43.1   -31.5    11.3    15.4    41.4   139.5    C1'-exo
   8 A     -6.9    21.3   -24.8    24.4   -11.1    24.9   185.4    C3'-exo
   9 A    -11.1    28.7   -31.7    28.7   -12.3    31.7   180.7    C3'-exo
  10 A    -35.3    35.5   -21.4    -0.1    23.2    37.3   125.0    C1'-exo

Strand II
 base       v0      v1      v2      v3      v4      tm       P    Puckering
   1 T    -31.2    31.9   -21.5     3.7    17.2    32.9   130.9    C1'-exo
   2 T    -40.2    22.2     2.2   -24.3    39.0    40.9    86.9    O4'-endo
   3 T    -29.2    43.8   -38.6    22.7     4.1    42.5   155.4    C2'-endo
   4 T    -10.0    23.5   -26.4    20.9    -7.3    26.4   176.3    C2'-endo
   5 T    -24.2    38.0   -35.1    23.2    -0.7    37.3   160.5    C2'-endo
   6 T      5.3   -27.3    36.4   -32.9    19.0    36.9     9.8    C3'-endo
   7 T    -38.0    17.2     8.9   -33.4    45.4    44.5    78.4    O4'-endo
   8 T    -26.7    26.3   -15.8     0.9    15.8    27.2   125.6    C1'-exo
   9 T    -37.3    15.7    11.2   -36.4    45.7    45.3    75.7    O4'-endo
  10 T    -48.0    43.5   -23.2    -6.1    34.5    48.8   118.4    C1'-exo
****************************************************************************
Same strand P--P and C1'--C1' virtual bond distances

                 Strand I                    Strand II
    base      P--P     C1'--C1'       base      P--P     C1'--C1'
   1 A/A       ---       5.2         1 T/T       6.6       5.4
   2 A/A       6.5       5.5         2 T/T       6.8       4.6
   3 A/A       7.1       4.7         3 T/T       6.8       4.8
   4 A/A       6.7       5.1         4 T/T       6.9       5.4
   5 A/A       6.8       5.6         5 T/T       6.3       5.2
   6 A/A       6.8       5.0         6 T/T       6.6       5.1
   7 A/A       7.0       5.3         7 T/T       7.1       5.0
   8 A/A       6.8       4.7         8 T/T       6.6       5.3
   9 A/A       7.0       4.9         9 T/T       ---       4.3
****************************************************************************
Helix radius (radial displacement of P, O4', and C1' atoms in local helix
   frame of each dimer)

                        Strand I                      Strand II
     step         P        O4'       C1'        P        O4'        C1'
   1 AA/TT       8.7       5.8       4.8      11.8       9.3       8.5
   2 AA/TT      11.2       8.3       7.7       8.0       4.5       4.1
   3 AA/TT      10.0       6.5       6.0      10.5       7.3       6.8
   4 AA/TT      11.0       7.7       7.1       9.8       7.3       6.7
   5 AA/TT      10.7       8.1       7.2       8.3       6.8       6.1
   6 AA/TT       9.8       6.5       5.9      10.1       7.2       6.4
   7 AA/TT       8.9       6.4       5.9       9.8       6.5       5.9
   8 AA/TT       8.0       5.2       4.7      10.5       7.6       6.8
   9 AA/TT      11.1       7.8       7.3       9.0       5.6       5.0
****************************************************************************
Position (Px, Py, Pz) and local helical axis vector (Hx, Hy, Hz)
         for each dinucleotide step

      bp        Px        Py        Pz        Hx        Hy        Hz
   1 AA/TT     37.21     33.71     22.97     -0.36     -0.84      0.40
   2 AA/TT     32.37     34.19     25.48     -0.73     -0.67      0.15
   3 AA/TT     31.56     29.91     26.67     -0.66     -0.75      0.10
   4 AA/TT     29.69     26.78     26.12     -0.63     -0.77      0.13
   5 AA/TT     26.83     24.25     26.33     -0.75     -0.62      0.23
   6 AA/TT     24.13     22.67     27.05     -0.52     -0.84      0.15
   7 AA/TT     22.46     19.77     27.11     -0.48     -0.86      0.18
   8 AA/TT     20.06     17.65     26.39     -0.56     -0.83     -0.03
   9 AA/TT     18.51     14.63     28.82     -0.49     -0.86     -0.12

Offline xiangjun

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« Reply #1 on: August 22, 2007, 10:29:18 pm »
Hi,

Thanks for using 3DNA. The number of local helical parameters should be ONE less than the number of base-pairs.

Note that helical parameters refer to a double helix region, and the smallest helix fragment is a dinucleotide step, which is one less than the number of bps. In 3DNA, the helical parameters for each dinucleotide step are defined symmetrically such that they are exactly the same for the two bps.

Hope this clarifies the issue a little bit.

Xiang-Jun

PS. Please make use the file attachment facility -- it is a much better choice than enclosing a long file with your post.
Dr. Xiang-Jun Lu [律祥俊]
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