分子动力学模拟方法-从入门到发文章 之 模拟前的准备
1. 检查结构文件
有些结构文件存在少几个氢原子或者侧链的情况,所以先用spdbv软件打开结构文件,该软件可自动补加缺失的分子,用这个软件打开结构文件,再另存一下结构即可。
Spdbv软件是windows版本,可在网上直接搜索下载:http://www.genebee.msu.su/spdbv/text/getpc.htm
2. 准备参数文件
做动力学需要一些参数文件,具体文件中各项的内容还是看说明书吧,这个网址上有几个例子,这里拿第一个例子来做,该教程中提供了所有的参数文件http://www.mdtutorials.com/gmx/lysozyme/index.html
3. 在ubuntu中创建新的文件夹
为了整洁一些,做某个分子的动力学就建立一个文件夹,把参数文件和结构文件放里面,在里面做分子动力学,这样产生的所有文件就都在一起了,以免与其他文件混在一起,创建新文件夹和window系统一样,鼠标右键创建新文件夹即可。
【下面的步骤建议结合中英文教程一起看:
“https://jerkwin.github.io/9999/10/31/GROMACS中文教程/#1-水中的溶菌酶gmx-50“
“http://www.mdtutorials.com/gmx/lysozyme/01_pdb2gmx.html”
】
重要的地方是先检查pdb结构文件是否有问题,如是否缺失原子,这个结构是否是最佳结构等,如果不检查好,后续做完后才发现结构文件有问题就白忙乎了……这方面我吃过很多亏。
4. 生成拓扑文件(假设这里要做lysozyme.pdb的分子动力学,gromacs 5.0版本以上的软件都要在命令前加gmx,5.0以下的版本不加gmx,以下命令行均用红色字体表示)
gmx pdb2gmx -ignh -f lysozyme.pdb -o lysozyme_processed.gro -water spce
(-f是打开,-o为生成,这里需要选择一个力场,力场的选择可参照做此类分子的文献一般都选什么力场做,此处选择15)
5. 建立盒子
gmx editconf -f lysozyme_processed.gro -o lysozyme_newbox.gro -c -d 1.0 -bt cubic
6. 生成水盒子
gmx solvate -cp lysozyme_newbox.gro -cs spc216.gro -o lysozyme_solv.gro -p topol.top
7. 添加离子(该命令自动检测中和该结构所需要的电荷数,并自动添加na或者cl来中和)
gmx genion –s ions.tpr –o lysozyme_solv_ions.gro –neutral –p topol.top –pname NA –nname CL
选择溶剂组13 SOL
8. 能量最小化
gmx_mpi grompp -f minim.mdp -c 2lkb_solv_ions.gro -p topol.top -o em.tpr
运行能量最小化
gmx mdrun -v -deffnm em
检测能量最小化情况
gmx energy -f em.edr -o potential.xvg
用grace软件打开potential.xvg文件查看能量是否平衡
xgrace potential.xvg
9. 能量最优化后首先保持蛋白质不动,对蛋白质周围水环境进行动力学模拟,该过程称为位置限制性分子动力学,对溶剂分子进行平衡计算,可以使溶剂分子填补空间:
gmx grompp -f nvt.mdp -c em.gro -p topol.top -o nvt.tpr
运行:
gmx mdrun -deffnm nvt
检测温度是否平衡
gmx energy -f nvt.edr -o temperature.xvg
10. 平衡压力
gmx grompp -f npt.mdp -c nvt.gro -t nvt.cpt -p topol.top -o npt.tpr
运行:
gmx mdrun -deffnm npt
检测压力和密度情况
gmx energy -f npt.edr -o pressure.xvg
gmx energy -f npt.edr -o density.xvg
11. 分子模拟
gmx grompp -f md.mdp -c npt.gro -t npt.cpt -p topol.top -o md_0_1.tpr
运行:
gmx mdrun -deffnm md_0_1
由于昨晚去club,没来得及更新,下一章会写“模拟后的分析”。