#! /usr/bin/env python
import sys

###################################################################################
## version of perm.py programm written by Mey Khalili modified by Edyta Malolepsza
##
## 1. Use on PDB file
## 2. PDB should be in all-atom representation
## 3. PDB file which should contain END on the end of sequence
## 4. Permutation is carried out only for atoms belonging to proteins and nucleic
##
## use as ./perm-pdb-allatom.py NAME.PDB [CHARMM,AMBER]
##
###################################################################################

inp = open(sys.argv[1])

charmm = False
amber = False
if (sys.argv[2].upper() == 'CHARMM'): 
   charmm = True 
elif (sys.argv[2].upper() == 'AMBER'): 
   amber = True
else:
   print 'ERROR: Second argument must be either CHARMM or AMBER'
   sys.exit()

print '\n---------------------------------------------------------------------------'
print 'Please check if names of terminal residues for proteins contain \'N\' and \'C\''
print 'for N and C terminus, respectively. If not, please change them, e.g. ALA -> '
print 'NALA or CALA. Otherwise they will be treated as not terminal residues'
print 'If you are using NME as termini cap, please check for errors!'
print '---------------------------------------------------------------------------\n'

out=open('perm.allow','w')

class Atom:
  name=""
  index =0
  acidname=""
  def __str__(this):
    return this.name
  def __init__(this):
    this.name = ''
  def __str__(this):
    return this.name+this.acidname+" %d "%(this.index)
  def __init__(this):
    this.name = ''
    this.index = 0
    this.acidname=''
 
  def copy(this):
    n = Atom()
    n.name=this.name
    n.acidname=this.acidname
    n.atom=this.index
    return n

# This function reads and stores atom name, its corresponding residue name and its index
# In PDB format the residue names are in columns 18 to 20
# GMIN writes PDB files with residue names starting in column 19 (to allow for some non-standard atom names in CHARMM)
# This script should be maintained to deal correctly with both formats.
def readatom(s):
  a = Atom()
# Reading from column 18 to 21 allows for 4 letter residue names e.g. termini
#  a.acidname=s[17:20].strip()
  a.acidname=s[17:21].strip()
  a.name = s[12:16].strip()
  a.index = s[6:11].strip()
# use acidname_ter to deal with PDB files from GMIN where the terminal N and C have been inserted in column 19
  a.acidname_ter = s[18:22].strip()
# this deals with the possibility of a proper PDB format file but with the N and C in column 17
  if s[16].strip() in ['N', 'C']:
     a.acidname = s[16:20].strip()
  return a

prev=0
finals=[]
for each in inp:
  els = each.split()
  if len(els)==1 and prev==0: continue
  if (els[0]=='TER'): continue
  if (els[0]=='REMARK'): continue
  if prev==0: 
    prev=each[22:26].strip()
    ATMlist=[]
  if ((els[0] != 'END') and (each[22:26].strip()==prev) and (prev != 1)):
    AM=readatom(each)
    ATMlist.append(AM)
     
  else:
    atnum=[]
    atnum2=[]
    atnum3=[]
    atnum4=[]
    atnum5=[]
    atnum6=[]
    group=[]     # for group permutation
    count=2      # number of permutable atoms
    groupcount=0 # number of permutable atoms in group
    swap=0       # number of other pairs of atoms that must swap if the first pair is permuted
    group2=[]
    swap2=0
    groupcount2=0

    ###############
    ## amino acids
    ###############
    if ATMlist[0].acidname in ['NGL', 'CGL', 'NAR' , 'CAR' , 'NVA' ,'CVA' , 'NAS' , 'CAS' , 'NLE' , 'CLE' , 'NLY' , 'CLY' , 'NCY' , 'CCY' , 'NPR' , 'CPR' , 'NTH' , 'CTH' , 'NAL' , 'CAL' , 'NHS' , 'CHS' , 'NHI' , 'CHI', 'NTR', 'CTR' , 'NSE' , 'CSE' , 'NIL', 'CIL' , 'NME' , 'CME' , 'NPH' , 'CPH' , 'NTY' , 'CTY' , 'CHY' , 'NHY']:
       ATMlist[0].acidname = ATMlist[0].acidname_ter
    if(ATMlist[0].acidname=='GLN'):
      atnum.append(ATMlist[5].index)
      atnum.append(ATMlist[6].index)
      count2=2
      atnum2.append(ATMlist[8].index)
      atnum2.append(ATMlist[9].index)
      if (amber):
         count3=2
         atnum3.append(ATMlist[13].index)
         atnum3.append(ATMlist[14].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='NGLN'):
      atnum.append(ATMlist[7].index)
      atnum.append(ATMlist[8].index)
      count2=2
      atnum2.append(ATMlist[10].index)
      atnum2.append(ATMlist[11].index)
      if (amber):
         count3=2
         atnum3.append(ATMlist[15].index)
         atnum3.append(ATMlist[16].index)
      count4=3
      atnum4.append(ATMlist[1].index)
      atnum4.append(ATMlist[2].index)
      atnum4.append(ATMlist[3].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='CGLN'):
      atnum.append(ATMlist[5].index)
      atnum.append(ATMlist[6].index)
      count2=2
      atnum2.append(ATMlist[8].index)
      atnum2.append(ATMlist[9].index)
      if (amber):
         count3=2
         atnum3.append(ATMlist[13].index)
         atnum3.append(ATMlist[14].index)
      count4=2
      atnum4.append(ATMlist[16].index)
      atnum4.append(ATMlist[17].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='GLH'):
      atnum.append(ATMlist[5].index)
      atnum.append(ATMlist[6].index)
      count2=2
      atnum2.append(ATMlist[8].index)
      atnum2.append(ATMlist[9].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='ARG'): 
      swap=2
      groupcount=2
      group.append(ATMlist[16].index)
      group.append(ATMlist[19].index)
      group.append(ATMlist[17].index)
      group.append(ATMlist[20].index)
      group.append(ATMlist[18].index)
      group.append(ATMlist[21].index)
      atnum.append(ATMlist[17].index)
      atnum.append(ATMlist[18].index)
      count2=2
      atnum2.append(ATMlist[20].index)
      atnum2.append(ATMlist[21].index)
      count3=2
      atnum3.append(ATMlist[5].index)
      atnum3.append(ATMlist[6].index)
      count4=2
      atnum4.append(ATMlist[8].index)
      atnum4.append(ATMlist[9].index)
      count5=2
      atnum5.append(ATMlist[11].index)
      atnum5.append(ATMlist[12].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='NARG'): 
      swap=2
      groupcount=2
      group.append(ATMlist[18].index)
      group.append(ATMlist[21].index)
      group.append(ATMlist[19].index)
      group.append(ATMlist[22].index)
      group.append(ATMlist[20].index)
      group.append(ATMlist[23].index)
      atnum.append(ATMlist[19].index)
      atnum.append(ATMlist[20].index)
      count2=2
      atnum2.append(ATMlist[22].index)
      atnum2.append(ATMlist[23].index)
      count3=2
      atnum3.append(ATMlist[7].index)
      atnum3.append(ATMlist[8].index)
      count4=2
      atnum4.append(ATMlist[10].index)
      atnum4.append(ATMlist[11].index)
      count5=2
      atnum5.append(ATMlist[13].index)
      atnum5.append(ATMlist[14].index)
      count6=3
      atnum6.append(ATMlist[1].index)
      atnum6.append(ATMlist[2].index)
      atnum6.append(ATMlist[3].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='CARG'): 
      swap=2
      groupcount=2
      group.append(ATMlist[16].index)
      group.append(ATMlist[19].index)
      group.append(ATMlist[17].index)
      group.append(ATMlist[20].index)
      group.append(ATMlist[18].index)
      group.append(ATMlist[21].index)
      atnum.append(ATMlist[17].index)
      atnum.append(ATMlist[18].index)
      count2=2
      atnum2.append(ATMlist[20].index)
      atnum2.append(ATMlist[21].index)
      count3=2
      atnum3.append(ATMlist[5].index)
      atnum3.append(ATMlist[6].index)
      count4=2
      atnum4.append(ATMlist[8].index)
      atnum4.append(ATMlist[9].index)
      count5=2
      atnum5.append(ATMlist[11].index)
      atnum5.append(ATMlist[12].index)
      count6=2
      atnum6.append(ATMlist[23].index)
      atnum6.append(ATMlist[24].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='VAL'):
      swap=3
      groupcount=2
      group.append(ATMlist[6].index)
      group.append(ATMlist[10].index)
      group.append(ATMlist[7].index)
      group.append(ATMlist[13].index)
      group.append(ATMlist[8].index)
      group.append(ATMlist[12].index)
      group.append(ATMlist[9].index)
      group.append(ATMlist[11].index)
      count=3
      atnum.append(ATMlist[7].index)
      atnum.append(ATMlist[8].index)
      atnum.append(ATMlist[9].index)
      count2=3
      atnum2.append(ATMlist[11].index)
      atnum2.append(ATMlist[12].index)
      atnum2.append(ATMlist[13].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='NVAL'):
      swap=3
      groupcount=2
      group.append(ATMlist[8].index)
      group.append(ATMlist[12].index)
      group.append(ATMlist[9].index)
      group.append(ATMlist[15].index)
      group.append(ATMlist[10].index)
      group.append(ATMlist[14].index)
      group.append(ATMlist[11].index)
      group.append(ATMlist[13].index)
      count=3
      atnum.append(ATMlist[9].index)
      atnum.append(ATMlist[10].index)
      atnum.append(ATMlist[11].index)
      count2=3
      atnum2.append(ATMlist[13].index)
      atnum2.append(ATMlist[14].index)
      atnum2.append(ATMlist[15].index)
      count3=3
      atnum3.append(ATMlist[1].index)
      atnum3.append(ATMlist[2].index)
      atnum3.append(ATMlist[3].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='CVAL'):
      swap=3
      groupcount=2
      group.append(ATMlist[6].index)
      group.append(ATMlist[10].index)
      group.append(ATMlist[7].index)
      group.append(ATMlist[13].index)
      group.append(ATMlist[8].index)
      group.append(ATMlist[12].index)
      group.append(ATMlist[9].index)
      group.append(ATMlist[11].index)
      count=3
      atnum.append(ATMlist[7].index)
      atnum.append(ATMlist[8].index)
      atnum.append(ATMlist[9].index)
      count2=3
      atnum2.append(ATMlist[11].index)
      atnum2.append(ATMlist[12].index)
      atnum2.append(ATMlist[13].index)
      count3=2
      atnum3.append(ATMlist[15].index)
      atnum3.append(ATMlist[16].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='ASP'):
      atnum.append(ATMlist[5].index)
      atnum.append(ATMlist[6].index)
      count2=2
      atnum2.append(ATMlist[8].index)
      atnum2.append(ATMlist[9].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='NASP'):
      atnum.append(ATMlist[7].index)
      atnum.append(ATMlist[8].index)
      count2=2
      atnum2.append(ATMlist[10].index)
      atnum2.append(ATMlist[11].index)
      count3=3
      atnum3.append(ATMlist[1].index)
      atnum3.append(ATMlist[2].index)
      atnum3.append(ATMlist[3].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='CASP'):
      atnum.append(ATMlist[5].index)
      atnum.append(ATMlist[6].index)
      count2=2
      atnum2.append(ATMlist[8].index)
      atnum2.append(ATMlist[9].index)
      count3=2
      atnum3.append(ATMlist[11].index)
      atnum3.append(ATMlist[12].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='ASH'):
      atnum.append(ATMlist[5].index)
      atnum.append(ATMlist[6].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='LEU'):
      swap=3
      groupcount=2
      group.append(ATMlist[9].index)
      group.append(ATMlist[13].index)
      group.append(ATMlist[10].index)
      group.append(ATMlist[16].index)
      group.append(ATMlist[11].index)
      group.append(ATMlist[15].index)
      group.append(ATMlist[12].index)
      group.append(ATMlist[14].index)
      count=3
      atnum.append(ATMlist[10].index)
      atnum.append(ATMlist[11].index)
      atnum.append(ATMlist[12].index)
      count2=3
      atnum2.append(ATMlist[14].index)
      atnum2.append(ATMlist[15].index)
      atnum2.append(ATMlist[16].index)
      count3=2
      atnum3.append(ATMlist[5].index)
      atnum3.append(ATMlist[6].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='NLEU'):
      swap=3
      groupcount=2
      group.append(ATMlist[11].index)
      group.append(ATMlist[15].index)
      group.append(ATMlist[12].index)
      group.append(ATMlist[18].index)
      group.append(ATMlist[13].index)
      group.append(ATMlist[17].index)
      group.append(ATMlist[14].index)
      group.append(ATMlist[16].index)
      count=3
      atnum.append(ATMlist[12].index)
      atnum.append(ATMlist[13].index)
      atnum.append(ATMlist[14].index)
      count2=3
      atnum2.append(ATMlist[16].index)
      atnum2.append(ATMlist[17].index)
      atnum2.append(ATMlist[18].index)
      count3=2
      atnum3.append(ATMlist[7].index)
      atnum3.append(ATMlist[8].index)
      count4=3
      atnum4.append(ATMlist[1].index)
      atnum4.append(ATMlist[2].index)
      atnum4.append(ATMlist[3].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='CLEU'):
      swap=3
      groupcount=2
      group.append(ATMlist[9].index)
      group.append(ATMlist[13].index)
      group.append(ATMlist[10].index)
      group.append(ATMlist[16].index)
      group.append(ATMlist[11].index)
      group.append(ATMlist[15].index)
      group.append(ATMlist[12].index)
      group.append(ATMlist[14].index)
      count=3
      atnum.append(ATMlist[10].index)
      atnum.append(ATMlist[11].index)
      atnum.append(ATMlist[12].index)
      count2=3
      atnum2.append(ATMlist[14].index)
      atnum2.append(ATMlist[15].index)
      atnum2.append(ATMlist[16].index)
      count3=2
      atnum3.append(ATMlist[5].index)
      atnum3.append(ATMlist[6].index)
      count4=2
      atnum4.append(ATMlist[18].index)
      atnum4.append(ATMlist[19].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='GLU'):
      atnum.append(ATMlist[5].index)
      atnum.append(ATMlist[6].index)
      count2=2
      atnum2.append(ATMlist[8].index)
      atnum2.append(ATMlist[9].index)
      count3=2
      atnum3.append(ATMlist[11].index)
      atnum3.append(ATMlist[12].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='NGLU'):
      atnum.append(ATMlist[7].index)
      atnum.append(ATMlist[8].index)
      count2=2
      atnum2.append(ATMlist[10].index)
      atnum2.append(ATMlist[11].index)
      count3=2
      atnum3.append(ATMlist[13].index)
      atnum3.append(ATMlist[14].index)
      count4=3
      atnum4.append(ATMlist[1].index)
      atnum4.append(ATMlist[2].index)
      atnum4.append(ATMlist[3].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='CGLU'):
      atnum.append(ATMlist[5].index)
      atnum.append(ATMlist[6].index)
      count2=2
      atnum2.append(ATMlist[8].index)
      atnum2.append(ATMlist[9].index)
      count3=2
      atnum3.append(ATMlist[11].index)
      atnum3.append(ATMlist[12].index)
      count4=2
      atnum4.append(ATMlist[14].index)
      atnum4.append(ATMlist[15].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='ASN'):
      atnum.append(ATMlist[5].index)
      atnum.append(ATMlist[6].index)
      if (amber):
         count2=2
         atnum2.append(ATMlist[10].index)
         atnum2.append(ATMlist[11].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='NASN'):
      atnum.append(ATMlist[7].index)
      atnum.append(ATMlist[8].index)
      if (amber):
         count2=2
         atnum2.append(ATMlist[12].index)
         atnum2.append(ATMlist[13].index)
      count3=3
      atnum3.append(ATMlist[1].index)
      atnum3.append(ATMlist[2].index)
      atnum3.append(ATMlist[3].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='CASN'):
      atnum.append(ATMlist[5].index)
      atnum.append(ATMlist[6].index)
      if (amber):
         count2=2
         atnum2.append(ATMlist[10].index)
         atnum2.append(ATMlist[11].index)
      count3=2
      atnum3.append(ATMlist[13].index)
      atnum3.append(ATMlist[14].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='LYS'):
      count=3
      atnum.append(ATMlist[17].index)
      atnum.append(ATMlist[18].index)
      atnum.append(ATMlist[19].index)			
      count2=2
      atnum2.append(ATMlist[5].index)
      atnum2.append(ATMlist[6].index)
      count3=2
      atnum3.append(ATMlist[8].index)
      atnum3.append(ATMlist[9].index)
      count4=2
      atnum4.append(ATMlist[11].index)
      atnum4.append(ATMlist[12].index)
      count5=2
      atnum5.append(ATMlist[14].index)
      atnum5.append(ATMlist[15].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='NLYS'):
      count=3
      atnum.append(ATMlist[19].index)
      atnum.append(ATMlist[20].index)
      atnum.append(ATMlist[21].index)			
      count2=2
      atnum2.append(ATMlist[7].index)
      atnum2.append(ATMlist[8].index)
      count3=2
      atnum3.append(ATMlist[10].index)
      atnum3.append(ATMlist[11].index)
      count4=2
      atnum4.append(ATMlist[13].index)
      atnum4.append(ATMlist[14].index)
      count5=2
      atnum5.append(ATMlist[16].index)
      atnum5.append(ATMlist[17].index)
      count6=3
      atnum6.append(ATMlist[1].index)
      atnum6.append(ATMlist[2].index)
      atnum6.append(ATMlist[3].index)			
    elif(ATMlist[0].acidname=='CLYS'):
      count=3
      atnum.append(ATMlist[17].index)
      atnum.append(ATMlist[18].index)
      atnum.append(ATMlist[19].index)			
      count2=2
      atnum2.append(ATMlist[5].index)
      atnum2.append(ATMlist[6].index)
      count3=2
      atnum3.append(ATMlist[8].index)
      atnum3.append(ATMlist[9].index)
      count4=2
      atnum4.append(ATMlist[11].index)
      atnum4.append(ATMlist[12].index)
      count5=2
      atnum5.append(ATMlist[14].index)
      atnum5.append(ATMlist[15].index)
      count6=2
      atnum6.append(ATMlist[21].index)
      atnum6.append(ATMlist[22].index)
    elif((ATMlist[0].acidname=='LYN') or (ATMlist[0].acidname=='LYL')):
      atnum.append(ATMlist[5].index)
      atnum.append(ATMlist[6].index)
      count2=2
      atnum2.append(ATMlist[8].index)
      atnum2.append(ATMlist[9].index)
      count3=2
      atnum3.append(ATMlist[11].index)
      atnum3.append(ATMlist[12].index)
      count4=2
      atnum4.append(ATMlist[14].index)
      atnum4.append(ATMlist[15].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='TYR'):
      atnum.append(ATMlist[5].index)
      atnum.append(ATMlist[6].index)
      swap=3
      groupcount=2
      if (amber):
         group.append(ATMlist[8].index)
         group.append(ATMlist[17].index)
         group.append(ATMlist[10].index)
         group.append(ATMlist[15].index)
         group.append(ATMlist[9].index)
         group.append(ATMlist[18].index)
         group.append(ATMlist[11].index)
         group.append(ATMlist[16].index)
      elif (charmm):
         group.append(ATMlist[8].index)
         group.append(ATMlist[15].index)
         group.append(ATMlist[10].index)
         group.append(ATMlist[17].index)
         group.append(ATMlist[9].index)
         group.append(ATMlist[16].index)
         group.append(ATMlist[11].index)
         group.append(ATMlist[18].index)
#      count2=2                          #can i permute these two hydrogen????
#      atnum2.append(ATMlist[9].index)
#      atnum2.append(ATMlist[18].index)
#      count3=2
#      atnum3.append(ATMlist[11].index)
#      atnum3.append(ATMlist[16].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='NTYR'):
      atnum.append(ATMlist[7].index)
      atnum.append(ATMlist[8].index)
      swap=3
      groupcount=2
      if (amber):
         group.append(ATMlist[10].index)
         group.append(ATMlist[19].index)
         group.append(ATMlist[12].index)
         group.append(ATMlist[17].index)
         group.append(ATMlist[11].index)
         group.append(ATMlist[20].index)
         group.append(ATMlist[13].index)
         group.append(ATMlist[18].index)
      elif (charmm):
         group.append(ATMlist[10].index)
         group.append(ATMlist[17].index)
         group.append(ATMlist[12].index)
         group.append(ATMlist[19].index)
         group.append(ATMlist[11].index)
         group.append(ATMlist[18].index)
         group.append(ATMlist[13].index)
         group.append(ATMlist[20].index)
      count2=3
      atnum2.append(ATMlist[1].index)
      atnum2.append(ATMlist[2].index)
      atnum2.append(ATMlist[3].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='CTYR'):
      atnum.append(ATMlist[5].index)
      atnum.append(ATMlist[6].index)
      swap=3
      groupcount=2
      if (amber):
         group.append(ATMlist[8].index)
         group.append(ATMlist[17].index)
         group.append(ATMlist[10].index)
         group.append(ATMlist[15].index)
         group.append(ATMlist[9].index)
         group.append(ATMlist[18].index)
         group.append(ATMlist[11].index)
         group.append(ATMlist[16].index)
      elif (charmm):
         group.append(ATMlist[8].index)
         group.append(ATMlist[15].index)
         group.append(ATMlist[10].index)
         group.append(ATMlist[17].index)
         group.append(ATMlist[9].index)
         group.append(ATMlist[16].index)
         group.append(ATMlist[11].index)
         group.append(ATMlist[18].index)
      count2=2
      atnum2.append(ATMlist[20].index)
      atnum2.append(ATMlist[21].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='PHE'):
      atnum.append(ATMlist[5].index)
      atnum.append(ATMlist[6].index)
      swap=3
      groupcount=2
      if (amber):
         group.append(ATMlist[8].index)
         group.append(ATMlist[16].index)
         group.append(ATMlist[10].index)
         group.append(ATMlist[14].index)
         group.append(ATMlist[9].index)
         group.append(ATMlist[17].index)
         group.append(ATMlist[11].index)
         group.append(ATMlist[15].index)
      elif (charmm):
         group.append(ATMlist[8].index)
         group.append(ATMlist[14].index)
         group.append(ATMlist[10].index)
         group.append(ATMlist[16].index)
         group.append(ATMlist[9].index)
         group.append(ATMlist[15].index)
         group.append(ATMlist[11].index)
         group.append(ATMlist[17].index)
#      count2=2
#      atnum2.append(ATMlist[9].index)
#      atnum2.append(ATMlist[17].index)
#      count3=2
#      atnum3.append(ATMlist[11].index)
#      atnum3.append(ATMlist[15].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='NPHE'):
      atnum.append(ATMlist[7].index)
      atnum.append(ATMlist[8].index)
      swap=3
      groupcount=2
      if (amber):
         group.append(ATMlist[10].index)
         group.append(ATMlist[18].index)
         group.append(ATMlist[12].index)
         group.append(ATMlist[16].index)
         group.append(ATMlist[11].index)
         group.append(ATMlist[19].index)
         group.append(ATMlist[13].index)
         group.append(ATMlist[17].index)
      elif (charmm):
         group.append(ATMlist[10].index)
         group.append(ATMlist[16].index)
         group.append(ATMlist[12].index)
         group.append(ATMlist[18].index)
         group.append(ATMlist[11].index)
         group.append(ATMlist[17].index)
         group.append(ATMlist[13].index)
         group.append(ATMlist[19].index)
      count2=3
      atnum2.append(ATMlist[1].index)
      atnum2.append(ATMlist[2].index)
      atnum2.append(ATMlist[3].index)			
    elif(ATMlist[0].acidname=='CPHE'):
      atnum.append(ATMlist[5].index)
      atnum.append(ATMlist[6].index)
      swap=3
      groupcount=2
      if (amber):
         group.append(ATMlist[8].index)
         group.append(ATMlist[16].index)
         group.append(ATMlist[10].index)
         group.append(ATMlist[14].index)
         group.append(ATMlist[9].index)
         group.append(ATMlist[17].index)
         group.append(ATMlist[11].index)
         group.append(ATMlist[15].index)
      elif (charmm):
         group.append(ATMlist[8].index)
         group.append(ATMlist[14].index)
         group.append(ATMlist[10].index)
         group.append(ATMlist[16].index)
         group.append(ATMlist[9].index)
         group.append(ATMlist[15].index)
         group.append(ATMlist[11].index)
         group.append(ATMlist[17].index)
      count2=2
      atnum2.append(ATMlist[19].index)
      atnum2.append(ATMlist[20].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='MET'):
      count=3
      atnum.append(ATMlist[12].index)
      atnum.append(ATMlist[13].index)
      atnum.append(ATMlist[14].index)			
      count2=2
      atnum2.append(ATMlist[5].index)
      atnum2.append(ATMlist[6].index)
      count3=2
      atnum3.append(ATMlist[8].index)
      atnum3.append(ATMlist[9].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='NMET'):
      count=3
      atnum.append(ATMlist[14].index)
      atnum.append(ATMlist[15].index)
      atnum.append(ATMlist[16].index)			
      count2=2
      atnum2.append(ATMlist[7].index)
      atnum2.append(ATMlist[8].index)
      count3=2
      atnum3.append(ATMlist[10].index)
      atnum3.append(ATMlist[11].index)
      count4=3
      atnum4.append(ATMlist[1].index)
      atnum4.append(ATMlist[2].index)
      atnum4.append(ATMlist[3].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='CMET'):
      count=3
      atnum.append(ATMlist[12].index)
      atnum.append(ATMlist[13].index)
      atnum.append(ATMlist[14].index)			
      count2=2
      atnum2.append(ATMlist[5].index)
      atnum2.append(ATMlist[6].index)
      count3=2
      atnum3.append(ATMlist[8].index)
      atnum3.append(ATMlist[9].index)
      count4=2
      atnum4.append(ATMlist[16].index)
      atnum4.append(ATMlist[17].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='ILE'):
      count=3
      atnum.append(ATMlist[7].index)
      atnum.append(ATMlist[8].index)
      atnum.append(ATMlist[9].index)			
      count2=2
      atnum2.append(ATMlist[11].index)
      atnum2.append(ATMlist[12].index)
      count3=3
      atnum3.append(ATMlist[14].index)
      atnum3.append(ATMlist[15].index)
      atnum3.append(ATMlist[16].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='NILE'):
      count=3
      atnum.append(ATMlist[9].index)
      atnum.append(ATMlist[10].index)
      atnum.append(ATMlist[11].index)			
      count2=2
      atnum2.append(ATMlist[13].index)
      atnum2.append(ATMlist[14].index)
      count3=3
      atnum3.append(ATMlist[16].index)
      atnum3.append(ATMlist[17].index)
      atnum3.append(ATMlist[18].index)
      count4=3
      atnum4.append(ATMlist[1].index)
      atnum4.append(ATMlist[2].index)
      atnum4.append(ATMlist[3].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='CILE'):
      count=3
      atnum.append(ATMlist[7].index)
      atnum.append(ATMlist[8].index)
      atnum.append(ATMlist[9].index)			
      count2=2
      atnum2.append(ATMlist[11].index)
      atnum2.append(ATMlist[12].index)
      count3=3
      atnum3.append(ATMlist[14].index)
      atnum3.append(ATMlist[15].index)
      atnum3.append(ATMlist[16].index)
      count4=2
      atnum4.append(ATMlist[18].index)
      atnum4.append(ATMlist[19].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='SER'):
      atnum.append(ATMlist[5].index)
      atnum.append(ATMlist[6].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='NSER'):
      atnum.append(ATMlist[7].index)
      atnum.append(ATMlist[8].index)
      count2=3
      atnum2.append(ATMlist[1].index)
      atnum2.append(ATMlist[2].index)
      atnum2.append(ATMlist[3].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='CSER'):
      atnum.append(ATMlist[5].index)
      atnum.append(ATMlist[6].index)
      count2=2
      atnum2.append(ATMlist[10].index)
      atnum2.append(ATMlist[11].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='GLY'):
      atnum.append(ATMlist[3].index)
      atnum.append(ATMlist[4].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='NGLY'):
      atnum.append(ATMlist[5].index)
      atnum.append(ATMlist[6].index)
      count2=3
      atnum2.append(ATMlist[1].index)
      atnum2.append(ATMlist[2].index)
      atnum2.append(ATMlist[3].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='CGLY'):
      atnum.append(ATMlist[3].index)
      atnum.append(ATMlist[4].index)
      count2=2
      atnum2.append(ATMlist[6].index)
      atnum2.append(ATMlist[7].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='TRP'):
      atnum.append(ATMlist[5].index)
      atnum.append(ATMlist[6].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='NTRP'):
      atnum.append(ATMlist[7].index)
      atnum.append(ATMlist[8].index)
      count2=3
      atnum2.append(ATMlist[1].index)
      atnum2.append(ATMlist[2].index)
      atnum2.append(ATMlist[3].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='CTRP'):
      atnum.append(ATMlist[5].index)
      atnum.append(ATMlist[6].index)
      count2=2
      atnum2.append(ATMlist[23].index)
      atnum2.append(ATMlist[24].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='HIS' or ATMlist[0].acidname=='HIE' or ATMlist[0].acidname=='HID' or ATMlist[0].acidname=='HIP' or ATMlist[0].acidname=='HSD' or ATMlist[0].acidname=='HSE' or ATMlist[0].acidname=='HSP'):
      atnum.append(ATMlist[5].index)
      atnum.append(ATMlist[6].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='NHIS' or ATMlist[0].acidname=='NHIE' or ATMlist[0].acidname=='NHID' or ATMlist[0].acidname=='NHIP' or ATMlist[0].acidname=='NHSD' or ATMlist[0].acidname=='NHSE' or ATMlist[0].acidname=='NHSP'):
      atnum.append(ATMlist[7].index)
      atnum.append(ATMlist[8].index)
      count2=3
      atnum2.append(ATMlist[1].index)
      atnum2.append(ATMlist[2].index)
      atnum2.append(ATMlist[3].index)			
    elif(ATMlist[0].acidname=='CHIS' or ATMlist[0].acidname=='CHIE' or ATMlist[0].acidname=='CHID' or ATMlist[0].acidname=='CHSE' or ATMlist[0].acidname=='CHSD'):
      atnum.append(ATMlist[5].index)
      atnum.append(ATMlist[6].index)
      count2=2
      atnum2.append(ATMlist[16].index)
      atnum2.append(ATMlist[17].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='CHSP' or ATMlist[0].acidname=='CHIP'):
      atnum.append(ATMlist[5].index)
      atnum.append(ATMlist[6].index)
      count2=2
      atnum2.append(ATMlist[17].index)
      atnum2.append(ATMlist[18].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='ALA'):
      count=3
      atnum.append(ATMlist[5].index)
      atnum.append(ATMlist[6].index)
      atnum.append(ATMlist[7].index)			
    elif(ATMlist[0].acidname=='NALA'):
      count=3
      atnum.append(ATMlist[1].index)
      atnum.append(ATMlist[2].index)
      atnum.append(ATMlist[3].index)			
      count2=3
      atnum2.append(ATMlist[7].index)
      atnum2.append(ATMlist[8].index)
      atnum2.append(ATMlist[9].index)			
    elif(ATMlist[0].acidname=='CALA'):
      atnum.append(ATMlist[9].index)
      atnum.append(ATMlist[10].index)			
      count2=3
      atnum2.append(ATMlist[5].index)
      atnum2.append(ATMlist[6].index)
      atnum2.append(ATMlist[7].index)			
    elif(ATMlist[0].acidname=='THR'):
      count=3
      if (amber):
         atnum.append(ATMlist[7].index)
         atnum.append(ATMlist[8].index)
         atnum.append(ATMlist[9].index)
      elif (charmm):
         atnum.append(ATMlist[9].index)
         atnum.append(ATMlist[10].index)
         atnum.append(ATMlist[11].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='NTHR'):
      count=3
      atnum.append(ATMlist[1].index)
      atnum.append(ATMlist[2].index)
      atnum.append(ATMlist[3].index)
      count2=3
      if (amber):
         atnum2.append(ATMlist[9].index)
         atnum2.append(ATMlist[10].index)
         atnum2.append(ATMlist[11].index)
      elif (charmm):
         atnum2.append(ATMlist[11].index)
         atnum2.append(ATMlist[12].index)
         atnum2.append(ATMlist[13].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='CTHR'):
      count=3
      if (amber):
         atnum.append(ATMlist[7].index)
         atnum.append(ATMlist[8].index)
         atnum.append(ATMlist[9].index)
      elif (charmm):
         atnum.append(ATMlist[9].index)
         atnum.append(ATMlist[10].index)
         atnum.append(ATMlist[11].index)
      count2=2
      atnum2.append(ATMlist[13].index)
      atnum2.append(ATMlist[14].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='CYS'):
      atnum.append(ATMlist[5].index)
      atnum.append(ATMlist[6].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='NCYS'):
      atnum.append(ATMlist[7].index)
      atnum.append(ATMlist[8].index)
      count2=3
      atnum2.append(ATMlist[1].index)
      atnum2.append(ATMlist[2].index)
      atnum2.append(ATMlist[3].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='CCYS'):
      atnum.append(ATMlist[5].index)
      atnum.append(ATMlist[6].index)
      count2=2
      atnum2.append(ATMlist[10].index)
      atnum2.append(ATMlist[11].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='CYM'):
      atnum.append(ATMlist[5].index)
      atnum.append(ATMlist[6].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='CYX'):
      atnum.append(ATMlist[5].index)
      atnum.append(ATMlist[6].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='NCYX'):
      atnum.append(ATMlist[7].index)
      atnum.append(ATMlist[8].index)
      count2=3
      atnum2.append(ATMlist[1].index)
      atnum2.append(ATMlist[2].index)
      atnum2.append(ATMlist[3].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='CCYX'):
      atnum.append(ATMlist[5].index)
      atnum.append(ATMlist[6].index)
      count2=2
      atnum2.append(ATMlist[9].index)
      atnum2.append(ATMlist[10].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='HYP'):
      atnum.append(ATMlist[2].index)
      atnum.append(ATMlist[3].index)
      count2=2
      if (amber):
         atnum3.append(ATMlist[9].index)
         atnum3.append(ATMlist[10].index)
      elif (charmm):
         atnum3.append(ATMlist[12].index)
         atnum3.append(ATMlist[13].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='PRO'):
      atnum.append(ATMlist[2].index)
      atnum.append(ATMlist[3].index)
      count2=2
      if (amber):
         atnum2.append(ATMlist[5].index)
         atnum2.append(ATMlist[6].index)
         count3=2
         atnum3.append(ATMlist[8].index)
         atnum3.append(ATMlist[9].index)
      elif (charmm):
         atnum2.append(ATMlist[7].index)
         atnum2.append(ATMlist[8].index)
         count3=2
         atnum3.append(ATMlist[10].index)
         atnum3.append(ATMlist[11].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='NPRO'):
      atnum.append(ATMlist[1].index)
      atnum.append(ATMlist[2].index)
      count2=2
      atnum2.append(ATMlist[4].index)
      atnum2.append(ATMlist[5].index)
      count3=2
      if (amber):
         atnum3.append(ATMlist[7].index)
         atnum3.append(ATMlist[8].index)
         count4=2
         atnum4.append(ATMlist[10].index)
         atnum4.append(ATMlist[11].index)
      elif (charmm):
         atnum3.append(ATMlist[9].index)
         atnum3.append(ATMlist[10].index)
         count4=2
         atnum4.append(ATMlist[12].index)
         atnum4.append(ATMlist[13].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='CPRO'):
      atnum.append(ATMlist[2].index)
      atnum.append(ATMlist[3].index)
      count2=2
      if (amber):
         atnum2.append(ATMlist[5].index)
         atnum2.append(ATMlist[6].index)
         count3=2
         atnum3.append(ATMlist[8].index)
         atnum3.append(ATMlist[9].index)
      elif (charmm):
         atnum2.append(ATMlist[7].index)
         atnum2.append(ATMlist[8].index)
         count3=2
         atnum3.append(ATMlist[10].index)
         atnum3.append(ATMlist[11].index)
      count4=2
      atnum4.append(ATMlist[13].index)
      atnum4.append(ATMlist[14].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='HYP'):
      atnum.append(ATMlist[2].index)
      atnum.append(ATMlist[3].index)
      count2=2
      if (amber):
         atnum3.append(ATMlist[9].index)
         atnum3.append(ATMlist[10].index)
      elif (charmm):
         print 'Check permutations for CHYP'
      #   atnum2.append(ATMlist[7].index)
      #   atnum2.append(ATMlist[8].index)
      #   count3=2
      #   atnum3.append(ATMlist[10].index)
      #   atnum3.append(ATMlist[11].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='CHYP'):
      atnum.append(ATMlist[2].index)
      atnum.append(ATMlist[3].index)
      count2=2
      if (amber):
         atnum3.append(ATMlist[9].index)
         atnum3.append(ATMlist[10].index)
      elif (charmm):
          print 'Check permutations for CHYP'
      #   atnum2.append(ATMlist[7].index)
      #   atnum2.append(ATMlist[8].index)
      #   count3=2
      #   atnum3.append(ATMlist[10].index)
      #   atnum3.append(ATMlist[11].index)
      count3=2
      atnum4.append(ATMlist[14].index)
      atnum4.append(ATMlist[15].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='ACE'):
      count=3
      atnum.append(ATMlist[0].index)
      atnum.append(ATMlist[2].index)
      atnum.append(ATMlist[3].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='NME' or ATMlist[0].acidname=='ME'):
      count=3
      atnum.append(ATMlist[3].index)
      atnum.append(ATMlist[4].index)
      atnum.append(ATMlist[5].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='NHE'):
      count=2
      atnum.append(ATMlist[1].index)
      atnum.append(ATMlist[2].index)
    #linker
    elif(ATMlist[0].acidname=='LN1'):
      count=2
      atnum.append(ATMlist[4].index)
      atnum.append(ATMlist[5].index)
      count2=2
      atnum2.append(ATMlist[10].index)
      atnum2.append(ATMlist[11].index)
      count3=2
      atnum3.append(ATMlist[16].index)
      atnum3.append(ATMlist[17].index)

    #####################
    ## nucleic residues
    #####################
    elif(ATMlist[0].acidname=='DA' or ATMlist[0].acidname=='DA3'):
      atnum.append(ATMlist[1].index)
      atnum.append(ATMlist[2].index)
      count2=2
      atnum2.append(ATMlist[5].index)
      atnum2.append(ATMlist[6].index)
      count3=2
      atnum3.append(ATMlist[19].index)
      atnum3.append(ATMlist[20].index)
      count4=2
      atnum4.append(ATMlist[29].index)
      atnum4.append(ATMlist[30].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='DA5' or ATMlist[0].acidname=='DAN'):
      atnum.append(ATMlist[3].index)
      atnum.append(ATMlist[4].index)
      count2=2
      atnum2.append(ATMlist[17].index)
      atnum2.append(ATMlist[18].index)
      count3=2
      atnum3.append(ATMlist[27].index)
      atnum3.append(ATMlist[28].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='DC' or ATMlist[0].acidname=='DC3'):
      atnum.append(ATMlist[1].index)
      atnum.append(ATMlist[2].index)
      count2=2
      atnum2.append(ATMlist[5].index)
      atnum2.append(ATMlist[6].index)
      count3=2
      atnum3.append(ATMlist[19].index)
      atnum3.append(ATMlist[20].index)
      count4=2
      atnum4.append(ATMlist[27].index)
      atnum4.append(ATMlist[28].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='DC5' or ATMlist[0].acidname=='DCN'):
      atnum.append(ATMlist[3].index)
      atnum.append(ATMlist[4].index)
      count2=2
      atnum2.append(ATMlist[17].index)
      atnum2.append(ATMlist[18].index)
      count3=2
      atnum3.append(ATMlist[25].index)
      atnum3.append(ATMlist[26].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='DG' or ATMlist[0].acidname=='DG3'):
      atnum.append(ATMlist[1].index)
      atnum.append(ATMlist[2].index)
      count2=2
      atnum2.append(ATMlist[5].index)
      atnum2.append(ATMlist[6].index)
      count3=2
      atnum3.append(ATMlist[23].index)
      atnum3.append(ATMlist[24].index)
      count4=2
      atnum4.append(ATMlist[30].index)
      atnum4.append(ATMlist[31].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='DG5' or ATMlist[0].acidname=='DGN'):
      atnum.append(ATMlist[3].index)
      atnum.append(ATMlist[4].index)
      count2=2
      atnum2.append(ATMlist[21].index)
      atnum2.append(ATMlist[22].index)
      count3=2
      atnum3.append(ATMlist[28].index)
      atnum3.append(ATMlist[29].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='DT' or ATMlist[0].acidname=='DT3'):
      atnum.append(ATMlist[1].index)
      atnum.append(ATMlist[2].index)
      count2=2
      atnum2.append(ATMlist[5].index)
      atnum2.append(ATMlist[6].index)
      count3=3
      atnum3.append(ATMlist[17].index)
      atnum3.append(ATMlist[18].index)
      atnum3.append(ATMlist[19].index)
      count4=2
      atnum4.append(ATMlist[29].index)
      atnum4.append(ATMlist[30].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='DT5' or ATMlist[0].acidname=='DTN'):
      atnum.append(ATMlist[3].index)
      atnum.append(ATMlist[4].index)
      count2=3
      atnum2.append(ATMlist[15].index)
      atnum2.append(ATMlist[16].index)
      atnum2.append(ATMlist[17].index)
      count4=2
      atnum4.append(ATMlist[27].index)
      atnum4.append(ATMlist[28].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='RA' or ATMlist[0].acidname=='RA3' or ATMlist[0].acidname=='RC' or ATMlist[0].acidname=='RC3' or ATMlist[0].acidname in ['A','A3','C','C3']):
      atnum.append(ATMlist[1].index)
      atnum.append(ATMlist[2].index)
      count2=2
      atnum2.append(ATMlist[5].index)
      atnum2.append(ATMlist[6].index)
      count3=2
      atnum3.append(ATMlist[19].index)
      atnum3.append(ATMlist[20].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='RA5' or ATMlist[0].acidname=='RAN' or ATMlist[0].acidname=='RC5' or ATMlist[0].acidname=='RCN' or ATMlist[0].acidname in ['A5','AN','C5','CN']):
      atnum.append(ATMlist[3].index)
      atnum.append(ATMlist[4].index)
      count2=2
      atnum2.append(ATMlist[17].index)
      atnum2.append(ATMlist[18].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='RG' or ATMlist[0].acidname=='RG3' or ATMlist[0].acidname in ['G','G3']):
      atnum.append(ATMlist[1].index)
      atnum.append(ATMlist[2].index)
      count2=2
      atnum2.append(ATMlist[5].index)
      atnum2.append(ATMlist[6].index)
      count3=2
      atnum3.append(ATMlist[23].index)
      atnum3.append(ATMlist[24].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='RG5' or ATMlist[0].acidname=='RGN' or ATMlist[0].acidname in ['G5','GN']):
      atnum.append(ATMlist[3].index)
      atnum.append(ATMlist[4].index)
      count2=2
      atnum2.append(ATMlist[21].index)
      atnum2.append(ATMlist[22].index)
    elif(ATMlist[0].acidname=='RU' or ATMlist[0].acidname=='RU3' or ATMlist[0].acidname in ['U','U3']):
      atnum.append(ATMlist[1].index)
      atnum.append(ATMlist[2].index)
      count2=2
      atnum2.append(ATMlist[5].index)
      atnum2.append(ATMlist[6].index)
    elif((ATMlist[0].acidname=='RU5') or (ATMlist[0].acidname=='RUN') or ATMlist[0].acidname in ['U5','UN']):
      atnum.append(ATMlist[3].index)
      atnum.append(ATMlist[4].index)


    else:
      print 'Neither amino acid nor nucleic residue - please check residue %s' % ATMlist[0].acidname


    if(els[0]!='END'):
      ATMlist=[]
      prev=each[22:26].strip()
      AM=readatom(each)
      ATMlist.append(AM)

    if(len(group)!=0):
      s=str(groupcount)+' '+str(swap)
      finals.append(s)
      s=''
      for i in range(0,len(group)):
        s=s+' '+str(group[i])
      finals.append(s)

    if(len(group2)!=0):
      s=str(groupcount2)+' '+str(swap2)
      finals.append(s)
      s=''
      for i in range(0,len(group2)):
        s=s+' '+str(group2[i])
      finals.append(s)

    if(len(atnum)!=0):
      s=str(count)+' 0'
      finals.append(s)
      s=''
      for i in range(0,len(atnum)):
        s=s+' '+str(atnum[i])
      finals.append(s)

    if(len(atnum2)!=0):
      s=str(count2)+' 0'
      finals.append(s)
      s=''
      for i in range(0,len(atnum2)):
        s=s+' '+str(atnum2[i])
      finals.append(s)	

    if(len(atnum3)!=0):
      s=str(count3)+' 0'
      finals.append(s)
      s=''
      for i in range(0,len(atnum3)):
        s=s+' '+str(atnum3[i])
      finals.append(s)	

    if(len(atnum4)!=0):
      s=str(count4)+' 0'
      finals.append(s)
      s=''
      for i in range(0,len(atnum4)):
        s=s+' '+str(atnum4[i])
      finals.append(s)	

    if(len(atnum5)!=0):
      s=str(count5)+' 0'
      finals.append(s)
      s=''
      for i in range(0,len(atnum5)):
        s=s+' '+str(atnum5[i])
      finals.append(s)	

    if(len(atnum6)!=0):
      s=str(count6)+' 0'
      finals.append(s)
      s=''
      for i in range(0,len(atnum6)):
        s=s+' '+str(atnum6[i])
      finals.append(s)	

totalperm=len(finals)/2
print >> out, totalperm
for i in finals:
  print >> out, i
    
out.close()