第2章 PDB文件结构解析：标题记录、原子坐标、连接性、结晶参数

好，我们直接进入PDB文件的内核。你拿到一个.pdb文件，第一反应是什么？我当年第一次打开PDB文件，满屏的字符看得头大。其实它没那么复杂，本质上就是个有严格格式的纯文本。弄懂它的骨架，后面所有预处理工作才有意义。

2.1 文件的整体骨架

一个标准的PDB文件，记录类型按行区分。每行的前6个字符就是记录名，这决定了这行数据的含义。我个人习惯把这些记录分成三大块：头信息、坐标主体、以及补充描述。下面这张图可以帮你建立直观印象。

说白了，文件内容你可以理解为「谁做的实验 → 晶体什么样 → 原子怎么放 → 谁和谁连」。预处理的时候，这四块各有各的坑。

2.2 标题记录

标题记录都在文件最前面。它们不包含三维坐标，但提供了关键上下文。读取的时候，我个人习惯至少检查下面这几个：

2.3 原子坐标——文件的核心

原子坐标记录是PDB的身板骨。格式死板，但很规整。先看ATOM和HETATM的区别：

• ATOM：标准氨基酸/核苷酸中的原子。
• HETATM：非标准残基、配体、水分子、金属离子。
• TER：链终止标记。

每个原子行占80列，列位置是固定的。看一个标准例子：

ATOM      1  N   ALA A   1       8.361  14.950  18.410  1.00 42.33           N
ATOM      2  CA  ALA A   1       9.468  15.822  19.001  1.00 38.28           C
ATOM      3  C   ALA A   1       9.850  15.266  20.353  1.00 35.86           C
HETATM  180  O   HOH A 301       6.542  17.384  12.656  1.00 23.45           O

列位对应关系：

2.4 连接性——谁和谁通过化学键相连

连接性记录通常是CONECT。它指示原子间的成键关系，对重建完整分子结构非常关键。

CONECT 1179 1180 1181 1182
CONECT 1180 1179 1183
CONECT 1181 1179 1184 1185 1186 1187

格式很简单：CONECT后面跟原子序号，第一个是中心原子，后面列出相连的原子序号。注意几点：

• 不是所有PDB文件都有完整的CONECT。
• 某些数据库（如X-ray主流解析软件）可能不生成配体的CONECT。
• SSBOND（二硫键）、LINK（残基间连接）提供更特殊成键信息。

2.5 结晶参数——对称性和晶胞

CRYST1记录定义了晶体的晶胞参数和空间群。对于X-ray结构，这部分不仅存在，而且对后续建模非常关键。

CRYST1   64.920   64.920  115.030  90.00  90.00 120.00 P 32 2 1        6

字段含义：

你以为这就完了？还有SCALE和MTRIX记录。SCALE把非对称单元坐标转成正交坐标。MTRIX描述NMR模型中不同构象间的旋转变换。我见过不少初学者直接忽略这些，结果做一些晶体对称相关的计算时，原子坐标怎么都对不上。