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分子动力学模拟方法-从入门到发文章 之 模拟前的准备

2021-03-15 17:14 作者:I_am_Becky  | 我要投稿

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:genebee.msu.su/spdbv/te

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mdtutorials.com/gmx/lys

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:

jerkwin.github.io/9999/中文教程/#1-水中的溶菌酶gmx-50“

mdtutorials.com/gmx/lys

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”。


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