分子动力学模拟Gromacs一般使用步骤(空蛋白)

前言

本人菜鸟,记录一下自己学习使用Gromacs的过程。

模拟一般过程:

获取蛋白质结构文件 → 准备拓扑  →  选择力场 → 添加盒子、溶剂 → 添加离子 → 能量最小化 → 温度、压力平衡 → 开始模拟 → 分析结果

软件:gromacs2021


目录

1.准备蛋白质结构文件

2.准备拓扑、选择力场

3.添加盒子、溶剂

4.添加离子

5.能量最小化

6.温度、压力平衡

7.开始模拟

8.分析结果


开始

1.准备蛋白质结构文件

蛋白质结构文件(.pdb)可以从PDB蛋白质数据库中下载(RCSB PDB: Homepage)

查找你需要的蛋白质

以1ETH为例

注:蛋白质结构文件里会有水分子,可下载上图中PDB Format(gz)文件,将文件中的.ent文件用Discovery Studio或Pymol打开并去除水分子,并不是任何时候都需要进行这个过程(比如对与活性位点结合的水分子就不能去除)。

2.准备拓扑、选择力场

在服务器上输入如下命令

gmx会提示选择一个力场,输入8,选择CHARMM27力场

注:如果出现如下 错

说明pdb文件中对氢原子的命名与力场rtp文件中命名规则与顺序不同。解决方法:①如果需要保留初始氢原子,需要找到该力场的rtp文件查看文件中的命名规则对氢原子重命名。②在上面的命令行中末尾加上 -ignh 命令忽略氢原子。

选择完力场得到三个文件, 和

 

3.添加盒子、溶剂

定义单元盒子

得到newbox.gro  填充溶剂水

得到solvate.gro文件

4.添加离子

点击下载em.mdp文件,存放到同工程目录下。 

然后输入命令

如果出现平衡电荷数警告,在命令后端加上 -maxwarn 1

翻看上面的输出信息,可以看到整个体系携带的电荷数。

由于生命体系中不存在净电荷,必须在体系中添加离子。

-pname 阳离子的名称 -nname 阴离子的名称 -np 阳离子个数 -nn 阴离子个数

运行上面的命令后会提示选择溶剂,选择13 SOL。

得到solv_ions.gro文件

5.能量最小化

得到em.tpr文件,运行EM。

得到四个文件.edr .trr .log .gro

6.温度、压力平衡

点击下载nvt.mdp npt.mdp文件,存放到同工程目录下。 

运行之后得到nvt.tpr文件

开始nvt

next..

运行之后得到npt.tpr文件

开始npt

7.开始模拟

点击下载md.mdp文件,存放到同工程目录下。

依次运行命令

-v 可显示计算结束时间

GO!

注:

①如果要使用gpu加速,可在末尾加上 -nb gpu 来使用gpu加速计算,-v 可显示计算结束时间。

②如果模拟过程中因突发状况导致模拟终止,可使用如下命令续跑。

在同一个文件夹下运行(假设你的任务名称是 md_0_1)

8.分析结果

附官方使用手册翻译

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