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分子模拟软件amber_[gromacs使用教程] 基于amber力场模拟蛋白小分子复合物

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请参考官方教程中的相关内容,并使用其中提供的mdp参数文件(均为100ps)。仅限于模拟过程顺利的情况进行分析与计算,暂不涉及合理性评估。

平台:windows

软件:gaussina16, ambertools, gromacs2019.6, notepad++, spdbv4.10

蛋白文件:4w52.pdb(配体选用EPE)

小分子amber力场及坐标文件构建

参考本公众号的案例

蛋白的修复

使用Notepad++删除小分子,水,保存文件为4w52_clean.pdb

使用spdbv4.10补全丢失原子

直接用spdb4.10打开4w52_clean.pdb文件即可补齐原子,并保存为4w52_all.pdb文件。

在当前操作中未修复缺失的氨基酸序列,在此情况下建议采用MOE软件通过同源模建的方式生成相应的蛋白质模型(可参考本公众号的相关教程),随后可借助autodocktools工具对模型进行对接优化

蛋白amber力场及坐标文件构建

使用AMBER99SB-ILDN力场

gmx pdb2gmx -f 4w52_all.pdb -o 4w52.gro -ignh -water tip3p

该步骤得到4w52.gro, posre.itp和topol.top文件

07ec7b39a73bb622eab56f3b44f902fb.png

上述为文件中的文件,其中mdp文件为官网教程的文件。

构建复合物的坐标文件及topol.top文件

参照官方教学材料,请整合4w52.gro和EPE.gro两个文件内容形成complex.gro新文件,并计算确认其中原子总数(2634+33=2667)。核查生成的complex.gro文件结构是否合理无误后,请立即进入下一步骤

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根据教程步骤,在文档中构建对应的EPE.itp文件;随后继续按照流程构建topol/topol/topological/topological/topological/topological/topological/topological/topological/topological/topological(topology)/topology(topology)/topology(topology)/topology(topology)等结构;本次案例基于小分子原子数量较少的特点,在topo环境中整合了相关EPE数据以提高计算效率。

在EPE.top中找到并定位到[ atomtypes ]指向[ dihedrals ]的区域;将其包含的所有信息转移至包含该文件的位置后(如图所示)。

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dc20742183ccfc02056dc68a6c3f6219.png

最后修改:

456d9042806b7849682e10df06599b30.png

当操作完成时,在线构建了完整的复合物力场模型及其坐标数据文件,并按照教程逐步完成了蛋白-小分子动力学模拟的过程。

具体命令如下:

gmx pdb2gmx -f 4w52_all.pdb -o 4w52.gro -ignh -water tip3p
gmx editconf -f complex.gro -o newbox.gro -bt cubic -d 1.0
gmx solvate -cp newbox.gro -cs spc216.gro -p topol.top -o solv.gro
gmx grompp -f ions.mdp -c solv.gro -p topol.top -o ions.tpr
gmx genion -s ions.tpr -o ions.gro -p topol.top -pname NA -nname CL -neutral
gmx grompp -f em.mdp -c ions.gro -p topol.top -o em.tpr
gmx mdrun -v -deffnm em
gmx make_ndx -f EPE.gro -o EPE.ndx
gmx genrestr -f EPE.gro -n EPE.ndx -o posre_epe.itp -fc 1000 1000 1000
gmx make_ndx -f em.gro -o index.ndx
gmx grompp -f nvt.mdp -c em.gro -r em.gro -p topol -n index.ndx -o nvt.tpr
gmx mdrun -v -deffnm nvt
gmx grompp -f npt.mdp -c nvt.gro -t nvt.cpt -r nvt.gro -p topol.top -n index.ndx -o npt.tpr
gmx mdrun -v -deffnm npt
gmx grompp -f md.mdp -c npt.gro -t npt.cpt -p topol.top -n index.ndx -o md.tpr
gmx mdrun -v -deffnm md

轨迹处理:

gmx trjconv -s md.tpr -f md.xtc -o md_whole.xtc -pbc whole

gmx trjconv -s md.tpr -f md_whole.xtc -o md_center.xtc -pbc mol -center

运算结束后,提取轨迹,并对比原始文件

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用vmd观察:(氢键)

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具体文件可从该网址下载参考:

https://gitee.com/PharmDesign/gromacs_amber

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