动力学模拟gromacs(绝对详细)

动力学模拟实验 一、选题背景： 材料：凝集素样氧化型低密度脂蛋白受体1(LOX-1) 两条链的序列: >gipdb|1YPU|A Chain A, Human Oxidized Low Density Lipoprotein Receptor Lox-1 C2 Space GroupRVANCSAPCPQDWIWHGENCYLFSSGSFNWEKSQEKCLSLDAKLLKINSTADLDFIQQAISYSSFPFWMGLSRRNPSYPWLWEDGSPLMPHLFRVRGAVSQTYPSGTCAYIQRGAVYAENCILAAFSICQKKANL >gipdb|1YPU|B Chain B, Human Oxidized Low Density Lipoprotein Receptor Lox-1 C2 Space GroupRVANCSAPCPQDWIWHGENCYLFSSGSFNWEKSQEKCLSLDAKLLKINSTADLDFIQQAISYSSFPFWMGLSRRNPSYPWLWEDGSPLMPHLFRVRGAVSQTYPSGTCAYIQRGAVYAENCILAAFSICQKKANL 结构特征 LOX-1蛋白是分子量为50kDa的Ⅱ型穿膜糖蛋，由273个氨基酸组成，属于清道夫受体家族 。LOX-l蛋白由包含34个残基的N末胞质区域、单个穿膜区域、由82个残基组成的颈部紧接着的由130个残基组成的C型凝集素样配体合区域的C末端胞外部分组成。 二，利用GROMACS进行深入的结构优化和短时间动力学模拟 分子模拟是在分子模型的基础上用计算机做实验，“计算机实验”。通过模拟微观粒子的运动来计算宏观性质。 实验准备阶段： 1，Pdb2gmx，选择 Gromacs43a2 力场，生成 .gro 和 .top文件 pdb2gmx -ignh -f 1YPU.pdb -o 1YPU_1.gro -p 1YPU_1.top -water spce -f ： 指定你的坐标文件，可以是pdb、gro、tpr等等包含有分子坐标的文件; -o ： 输出文件，也就是处理过的分子坐标文件，同样可以是pdb、gro、g96等文件类型; -p ：输出拓扑文件。pdb2gmx读入力场文件，根据坐标文件建立分子系统的拓扑; -water :指定使用的水模型，使用pdb2gmx的时候最好加这个参数，不然后面会吃苦头。它会提前在拓扑文件中添加水分子模型文件; -ff :指定力场文件,也可以不用这个参数，再自行选择; -ignh : 舍弃分子文件中的H原子，因为H原子命名规则多，有的力场不认; 2，Editconf， 为蛋白质加上1.5nm厚度的水层 editconf -bt cubic -f 1YPU.gro -o 1YPU_editconf.gro -d 1.5 -f ： 指定你的坐标文件。 -o ： 输出文件，即放进盒子里面的分子系统。 -bt ： 盒子类型，有正方型，长方形，八面型等等，看个人需要跟癖好啦。 -d ： 分子离盒子表面的最短距离。这个跟-bt一起使用，基本就足够了;如果蛋白在模拟过程尺寸变化很大，那就用-box。 3,Genbox, 选择SPC模式的水溶液，生成溶质+溶液体系的.top和.gro文件 genbox -cp 1YPU_editconf.gro -cs spc216.gro -o 1YPU_genbox.gro -p 1YPU.top -cp ：带盒子参数的分子坐标文件，也就是editconf的输出文件； -cs ：添加的水分子模型，如spc216、spce、tip3p、tip4p等，关于各个模型的区别，请参考scholar google； -o ：输出坐标文件，就是添加水分子之后的分子坐标文件，默认是.gro文件，但是也可以输出其他文件格式，如pdb； -p ：系统拓扑文件，genbox会往里面写入添加水分子的个数 4,Make_ndx，生成一个仅包含蛋白质分子的索引文件protein.ndx make_ndx -f 1YPU_genbox.gro -o protein.ndx 5,Genpr, 在protein.ndx基础上生成一个仅包含Ca原子的索引文件 ca.itp genrestr -f 1YPU_genbox.gro -n protein.ndx -o ca.itp 实验核心阶段： 每一步都是先用grompp命令，生成运行初始文件.tpr；然后用mdrun命令运行md程序。 6,对蛋白质进行分步能量最小化。 A,先固定Ca原子，采用steep算法，进行1000步的能量最小化； 修改.mdp文件。 grompp -f em1