Gromacs, example2 - Полный алгоритм расчета (Задача1)

Полный алгоритм расчета на Gromacs. 

Задача1: провести симуляцию молекулярной динамики предложенного белка в свободном состоянии используя программный пакет Gromacs. Все  операции вы будете проводить на сервере kodomo-count.cmm.msu.su (он же kodomo-count.fbb.msu.ru)

Алгоритм действий: 
    1) Используя любой текстовый редактор создайте pdb файл содержащий только записи ATOM  Вашего белка (лиганд не оставлять!). Рекомендуемое имя: <имя  последовательности>_free.pdb
    2) Используя программу pdb2gmx, получите файл топологии (*top) и файл координат (*gro) вашего белка.
    3) Воспользуйтесь программой editconf для изменения параметров Вашей ячейки. Установите отступ от края белка в 10 А.
    4) Поместите файл параметров МД для минимизации энергии (em.mdp) в рабочую директорию. Проведите минимизацию энергии структуры белка, используя препроцессор grompp и саму программу процессор mdrun. Установите и занесите в протокол изменение потенциальной энергии в ходе минимизации энергии структуры.
    5) Поместите в ячейку молекулы растворителя (программа genbox). Используйте модель воды spc.
    6) Если общий заряд системы не равен 0 (см. выдачу grompp п.4), то нейтрализуйте общий заряд системы. Для этого, используя файл em.mdp (пункт 4), с помощью программы grompp создайте файл бинарной топологии (tpr). Используйте полученный файл как входной файл для программы genion. Эта программа заменяет молекулы воды на ионы. Количество и тип добавляемых ионов регулируется флагами –np или –nn.
    7) Поправьте количество молекул воды в файле топологии (секция [ molecules ] ) и добавьте запись о ионах.
    8) Проведите минимизацию энергии полученной системы (см. пункт 4).
    9) Проведите «утряску воды». Для этого скопируйте в рабочую директорию файл pr.mdp и отредактируйте его в секции контроля температуры. Вам необходимо, что бы имя иона совпадало с тем, который вы использовали при нейтрализации заряда. Используя этот файл, получите файл бинарной топологии и запустите mdrun.
    10) Скопируйте в рабочую директорию файл md.mdp и отредактируйте его в секции контроля температуры. Используя этот файл, получите файл бинарной топологии. Внимательно изучите файл mdout.mdp и, если вы согласны с параметрами, то запустите саму молекулярную динамику.

Синтаксис консоли GROMACS.
Все программы пакета GROMACS имеют общий синтаксис. Если вы не указали, какую либо обязательную опцию, то программа выдаст сообщение об ошибке. Если эта опция была не обязательная, то программа использует значения по умолчанию. ВНИМАНИЕ! В большинстве случаев информации в сообщениях об ошибках достаточно для того, что бы найти и исправить эту ошибку.
Узнать опции каждой программы в GROMACS, можно запустив эту программу с флагом –h (имя_программы –h).

Рекомендуемый синтаксис запуска программ в пунктах задания.
Используя этот синтаксис, вы можете заменить ${i} на ID вашего белка или присвоить значение переменной i используя команду : export i=”my_ID”, где my_ID это ID вашего белка.
    2) Удобно убрать ненужную информацию из pdb файла с помощью grep.
grep "^ATOM" pdb${i}.ent > ${i}.pdb
    3) Использование pdb2gmx.
pdb2gmx -f ${i}.pdb -o ${i} -p ${i} -ff G43a1
    4) Использование editconf.
editconf -f ${i} -o ${i} -d 1
    5) Использование grompp и mdrun.
grompp -c ${i} -p ${i} -o ${i}_em1 -f ./em –v
mdrun -s ${i}_em1 -o ${i}_em1 -c ${i}_aem1 -v
    6) Использование genbox.
genbox -cp ${i}_aem1 -o ${i}_s -p ${i} –cs spc216
    7) Использование genion.
grompp -c ${i}_s -p ${i} -o ${i}_s -f ./em –v
genion –s ${i}_s –o ${i}_si –np X (or –nn X)
    8) Отредактируйте файл ${i}.top . Поправьте количество молекул воды в секции [ molecules ] и добавьте запись о ионах. Пример:
    было 
[ molecules ]
; Compound        #mols
Protein_A           1
SOL             15750
    стало
[ molecules ]
; Compound        #mols
Protein_A           1
SOL             15747
Na     3
    9) Минимизация энергия соляного раствора.
grompp -c ${i}_si -p ${i} -o ${i}_em2 -f ./em –v
mdrun -s ${i}_em2 -o ${i}_em2 -c ${i}_aem2 -v
    10) Исправление pr.mdp и «Утряска воды»:
    было                        
; Berendsen temperature coupling
Tcoupl    =  berendsen
tau_t     =  0.1   0.1   0.1
tc-grps   =  SOL   Protein    Na
ref_t     =  300   300   300
    стало
; Berendsen temperature coupling
Tcoupl    =  berendsen
tau_t     =  0.1   0.1   0.1
tc-grps   =  SOL   Protein    Cl
ref_t     =  300   300   300
«Утряска воды»:
grompp -c ${i}_aem2 -p ${i} -o ${i}_pr -f ./pr –v
mdrun -s ${i}_pr -o ${i}_pr -c ${i}_apr -v
     11) Тест запуска молекулярной динамики:
Запустите  МД следующей строкой:
grompp -c ${i}_apr -p ${i} -o ${i}_md -f ./md_test –v
mdrun -s ${i}_md.tpr -o ${i}_md  -c ${i}_amd –x ${i}_md.xtc –v  

P.S. Если статья была вам полезна проголосуйте в опросе блога, этим вы скажите СПАСИБО Автору, также можно обсудить её на Форуме. 

Назад к оглавлению : руководство по Gromacs