模擬pos機(jī),Gromacs基本模擬流程

新聞資訊2 | 2023-06-30 09:17 | 投稿人：pos機(jī)之家

網(wǎng)上有很多關(guān)于模擬pos機(jī),Gromacs基本模擬流程的知識(shí)，也有很多人為大家解答關(guān)于模擬pos機(jī)的問(wèn)題，今天pos機(jī)之家(www.rcqwhg.com)為大家整理了關(guān)于這方面的知識(shí)，讓我們一起來(lái)看下吧!

本文目錄一覽：

1、模擬pos機(jī)

模擬pos機(jī)

GROMACS 是一個(gè)使用經(jīng)典分子動(dòng)力學(xué)理論研究蛋白質(zhì)動(dòng)力學(xué)的高端的高效的工具。GROMACS是遵守GNU許可的免費(fèi)軟件，可以從以下站點(diǎn)下載：http://www.gromacs.org，并且可以在linux和 Windows上使用。

在本教程中，將研究一個(gè)從漏斗形蜘蛛的毒液中分離的毒素。我們將使用顯性溶劑動(dòng)力學(xué)的方法來(lái)進(jìn)行研究。首先比較真空中和溶解的模型。我們將把毒素肽溶在水盒子里，緊接著用牛頓運(yùn)動(dòng)定律加以平衡。我們還將比較償離子在顯性溶劑動(dòng)力學(xué)中的影響。

更全面的用法指導(dǎo)請(qǐng)參考官網(wǎng)的GROMACS 用戶手冊(cè)http://www.gromacs.org

注意：在本教程中，將要生成的gromacs（*.gro）結(jié)構(gòu)文件，可以用VMD（下http://www.ks.uiuc.edu/Research/vmd/）查看。

1 下載pdb文件

1OMB.pdb (http://www.rcsb.org/pdb/)

2 用pdb2gmx 處理 pdb 文件

pdb2gmx –ignh –ff G43a1 –f 1OMB.pdb –o fws.pdb –p fws.top –water spce

pdb2gmx此命令將pdb文件轉(zhuǎn)換成gromacs文件并產(chǎn)生拓?fù)湮募?strong>-ignh因?yàn)楸緋db文件是由 NMR產(chǎn)生的，含有氫原子，因此用-ignh選項(xiàng)忽略文件中的氫原子。-ff指定力場(chǎng)（G43a1是Gromos96力場(chǎng)，一個(gè)通用原子力場(chǎng)）。-f讀入pdb文件，-o指定一個(gè)新產(chǎn)生的pdb文件（也可以是其它多種類型文件）的文件名。-p指定新產(chǎn)生的拓?fù)湮募Ｍ負(fù)湮募怂辛?chǎng)參數(shù)（基于一開始選擇的力場(chǎng)），因此非常重要。-water來(lái)指定水模型研究表明SPC/E 水模型在水盒子模擬中表現(xiàn)最好。用SPC/E 水模型研究長(zhǎng)程靜電相互作用較好。

#注：對(duì)于下面將要用到的任何命令，都可以使用“-h”查看該命令的使用方法，比如，對(duì)于命令pdb2gmx 可以使用： pdb2gmx –h

3 建立盒子

editconf -bt cubic –f fws.pdb –o fws.pdb –d 0.9

用上面的命令建立了一個(gè)簡(jiǎn)單的立方體盒子.

-d決定了盒子的尺寸，即盒子邊緣距離分子邊緣 0.9nm （9?）。理論上在絕大多數(shù)系統(tǒng)中，-d 都不能小于0.85nm。

注：editconf 也可以用來(lái)進(jìn)行g(shù)romacs文件（*.gro）和pdb 文件（*.pdb）的相互轉(zhuǎn)化。

例如：editconf –f file.gro –o file.pdb 則將file.gro 轉(zhuǎn)換為 file.pdb

現(xiàn)在就可以用產(chǎn)生的文件進(jìn)行真空模擬了。真空模擬就是先能量最小化，然后進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬。

4 在盒子中放入溶劑

genbox –cp fws.pdb –cs spc216.gro –o fws_b4em.pdb –p fws.top

genbox命令在editconf產(chǎn)生的盒子基礎(chǔ)上生成水盒子。上面的命令行指定了SPC水盒子。

genbox命令可以在給定尺寸的盒子中加入正確數(shù)目的水分子。

5 設(shè)置能量最小化

em.mdp文件：Gromacs用*.mdp 文件指定所有計(jì)算的參數(shù)。

它用最速下降法消除原子位置碰撞。編輯文件，將 nsteps 變成400。如果最小化不能收斂，就用nsteps=500 再做一次。（最小化在400步內(nèi)一般是能收斂的，但不同的平臺(tái)可能結(jié)果會(huì)不一樣。）要重做的話，必須重新運(yùn)行g(shù)rompp（注意：預(yù)處理器的位置在你的機(jī)器上可能不同，用which命令來(lái)定位，即 which cpp）

em.mdp文件內(nèi)容：

title–標(biāo)題隨便?。ㄗ铋L(zhǎng)64個(gè)字，簡(jiǎn)單點(diǎn)好）cpp–指定預(yù)處理器的位置define–傳遞給預(yù)處理器的一些定義。–DFLEXIBLE告訴grompp將spc水模型而非剛性SPC包含進(jìn)拓?fù)湮募员阌米疃赶陆捣ㄟM(jìn)一步最小化能量。constraints–設(shè)置模型約束integrator– steep，告訴gompp使用最速下降法進(jìn)行能量最小化。cg則代表使用共軛梯度法。dt–能量最小化用不用。只在動(dòng)力學(xué)模擬中用（如md）。nsteps–在能量最小化中，指定最大運(yùn)行步數(shù)。nstlist–更新鄰居列表的頻率。nstlist = 10表示每10步更新一次。rlist–短程鄰居列表的閾值。coulombtype–告訴gromacs如何計(jì)算靜電。PME為particle mesh ewald法（參見Gromacs用戶手冊(cè)）rcoulomb–指定庫(kù)侖力閾值vdwtype–告訴Gromacs如何計(jì)算范德華作用(cut-off, Shift等）rvdw–指定LJ或Buckingham勢(shì)能距離閾值 EM Stuffemtol–最大的力如果小于此值則能量最小化收斂（結(jié)束）（單位kJ mol–1 nm–1）emstep–初始步長(zhǎng)（nm）

6.用grompp程序進(jìn)行文件處理

grompp是預(yù)處理程序（即the gromacs pre-processor的縮寫）

grompp –f em.mdp –c fws_b4em.pdb –p fws.top –o fws_em.tpr

-f標(biāo)簽指定輸入?yún)?shù)文件（*.mdp）。-c輸入結(jié)構(gòu)文件（pdb文件，*.pdb）;-p輸入拓?fù)湮募?strong>-o輸出mdrun的輸入文件（*.tpr）。

7.使用genion和tpr文件添加離子

對(duì)生成的tpr文件加入補(bǔ)償離子以中和系統(tǒng)中的凈電荷。我們的模型中有+ 2.00靜電，因此加入兩個(gè)氯離子。將fws_em.tpr文件拷貝到“ionwet ”子目錄，并且將fws.top和posre.itp拷貝到這個(gè)目錄。用genion命令添加氯離子：

genion –s fws_em.tpr –o fws_ion.pdb –nname CL- –nn 2 –g fws_ion.log

-nname指定陰離子名稱（在Gromos G43a1力場(chǎng)中，用CL-表示氯離子。參見ions.itp查看wrt力場(chǎng)中離子詳細(xì)信息）-nn是指定加入的陰離子數(shù)目。-g輸出genion的log文件。

運(yùn)行這個(gè)命令時(shí)，提示提供一個(gè)連續(xù)的溶劑組，應(yīng)該是組12（SOL）。輸入12，回車。程序會(huì)告知你有兩個(gè)溶劑分子被氯離子代替?，F(xiàn)在你必須修改fws.top文件：

添加

#include “ions.itp”（注意：3.2及以后版本會(huì)自動(dòng)添加）

經(jīng)過(guò)包含聲明后，力場(chǎng)在最后減掉兩分子SOL，加入兩分子Cl。