NAMD入门教程三文档格式.docx
- 文档编号:14598065
- 上传时间:2022-10-23
- 格式:DOCX
- 页数:25
- 大小:878.41KB
NAMD入门教程三文档格式.docx
《NAMD入门教程三文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《NAMD入门教程三文档格式.docx(25页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
4.1除去水分子
为了节省计算时间,我们在进行本次SMD之前将除去体系中所有的水分子。
但读者必须要注意:
在真正进行SMD实验的时候决不可以将水分子除去!
1、打开VMD,选择File→NewMolecule菜单项,载入common目录下的文件ubq_ws.psf。
不要关闭窗口,此时窗口“Loadfilefor:
”一项应该显示“0:
ubq_ws.psf”。
再次单击按钮Browser,找到1-2-sphere目录下的文件ubq_ws_eq.restart.coor,载入该文件。
关闭MoleculeFileBrowser窗口。
现在我们载入了2.4节球状水体动力学模拟时输出的恢复文件(.restart.coor)。
2、选择Extension→tk菜单项,打开tk,首先用cd命令改变当前目录至common目录下,然后输入:
setselprotein[atomselecttopprotein]
$selproteinwritepdbubq_ww_eq.pdb
这样我们便在common文件夹下新建了一个pdb文件ubq_ww_eq.pdb,储存已经达到平衡态的蛋白质分子,但没有水分子。
3、删除当前分子,但不要关闭VMD。
4.2恒速牵拉
图恒速牵拉的图示。
图中SMD原子是蓝色的,假原子(dummyatom)是红色的,二者之间有一根假想的弹簧相连。
假原子以恒定的速度运动,弹簧发生形变后作用于SMD原子,于是SMD原子开始运动。
在这一节我们将使用恒速牵拉进行SMD动力学模拟。
进行恒速牵拉时,我们需要首先设定一个假想的原子作为施力原子,这个实际并不存在的原子就叫做假原子(dummyatom)。
假原子通过一根假想的弹簧与系统中真实存在的某个原子(称为SMD原子)相连,牵拉时,假原子以恒定的速度运动,因此称这种牵拉方式为恒速牵拉。
实际上被牵拉原子(SMD原子)的速度不是恒定的。
SMD原子所受拉力由弹簧的形变和弹性系数决定,满足胡克定律:
。
又有:
其中是SMD原子所受的力,是假想弹簧的形变量。
它等于假原子的位移减去SMD原子的位移,其中是SMD原子的初始位置,是SMD原子的当前位置。
因此,SMD原子的受力可以计算出来,然后根据牛顿定律计算它的运动情况。
4.2.1设定SMD原子和固定原子(Fixedatom)
NAMD使用pdb文件中的B因子一栏区别哪些原子是被固定的,哪些原子未被固定:
如果某个原子在该栏中的对应值是1(非0值即可),那么该原子被固定,在整个动力学模拟过程中,它的空间坐标不会变化;
反之如果为0,那么该原子不受影响。
知识链接:
PDB文件的格式
使用写字板打开common目录下我们刚刚制作的ubq_ww_eq.pdb,可以看到文件的内容分成几栏(column):
在上图中,给我们提供有用信息的共有10栏数据,已在图中标注出:
(1)表示所指示为原子
(2)该原子序列号
(3)IUPAC标准格式的原子名称
(4)残基名称
(5)残基序列号
(6)原子的X坐标
(7)原子的Y坐标
(8)原子的Z坐标
(9)位置(Occupancy)
(10)温度因子或B因子(betafactor)
其中后两栏在动力学模拟的时候被NAMD用于标记两类特殊的原子:
位置(Occupancy)栏用于标记SMD原子,B因子一栏用于标记固定原子(fixedatom)。
4.2.1设定固定原子(fixedatom)和SMD原子
下面我们将使用VMD创建我们所需的pdb文件。
我们在本例中将使用pdb文件中B因子一栏(即温度因子)指定哪个原子将被固定,使用位置(occupancy)一栏指定哪个原子作为SMD原子被牵拉。
1、在VMD中选择File→NewMolecule菜单项,单击Browse按钮找到common目录下的文件ubq.psf,载入它。
不要关闭MoleculeFileBrowser窗口,注意Loadfilefor一项应当显示1:
ubq.psf。
再次单击Browse按钮,载入common目录下的ubq_ww_eq.pdb。
关闭MoleculeFileBrowse窗口,在VMD图形窗口中应当可以看到没有水分子的泛素分子(图)。
图载入除去水分子后的泛素分子
2、在VMDtk中输入以下命令,固定第一个氨基酸残基的α碳:
setallatoms[atomselecttopall]
$allatomssetbeta0
setfixedatom[atomselecttop“resid1andnameCA”]
$fixedatomsetbeta1
下面是对命令的解释:
♦setallatoms[atomselecttopall]新建了一个变量allatoms,它代表体系中的所有原子。
♦$allatomssetbeta0所有原子在pdb文件中的B栏(即beta)全部设为0。
♦setfixedatom[atomselecttop“resid1andnameCA”]新建一个变量fixedatom,代表第一个氨基酸残基的α碳。
♦$fixedatomsetbeta1fixedatom所代表的原子——第一个氨基酸残基的α碳的B栏被设置为1。
这样NAMD会在分子动力学模拟时保持该原子固定。
同样地,我们还需要设定哪一个原子将被牵拉。
前面提到过,被牵拉的原子就叫做SMD原子。
对于这一种原子,NAMD使用pdb文件中的“位置”(occupancy)一栏进行标记。
同样地,0代表不受影响的原子,标记为1的原子将被牵拉。
设置方法仍然是在tk中输入命令进行。
$allatomssetoccupancy0
setsmdatom[atomselecttop“resid76andnameCA”]
$smdatomsetoccupancy1
以下是对上述命令的解释:
♦$allatomssetoccupancy0当前pdb文件中所有原子的“occupancy”一栏设置为0。
♦setsmdatom[atomselecttop“resid76andnameCA”]新建了一个变量smdatom,代表第76个氨基酸(即最后一个氨基酸)的α碳。
♦$smdatomsetoccupancy1变量smdatom所代表的原子的occupancy一栏设定为1,这样NAMD会在分子动力学模拟时将假想的力作用于该原子上。
完成上述设定之后,我们需要让VMD输出我们设置好的文件。
如果当前目录不是common,用cd命令改变当前目录到common中,然后输入:
$allatomswritepdbubq_ww_eq.ref回车后会在当前目录生成文件ubq_ww_eq.ref,这就是我们进行SMD所需的文件,它记录了泛素的结构,以及哪一个原子作为固定原子(fixedatom),哪一个作为牵拉原子。
不要关闭VMD,将所有窗口最小化。
使用写字板打开common目录下的文件ubq_ww_eq.ref,注意打开时“文件类型”依然要选择“所有文件(*.*)”否则将看不到该文件。
在文件开头第六行即可找到固定原子——第一个氨基酸甲硫氨酸的α碳。
这个原子的B因子一栏为1.00,而其它原子都为0.00(图)。
拖动滚动条向下,一直到倒数第四行,可以看到我们定义的SMD原子——最后一个氨基酸甘氨酸的α碳。
这个原子的Occupancy一栏是1.00,而其它原子都是0.00(图)。
图固定原子(Fixedatom)的设置
图SMD原子的设置
需要说明一点:
在上面两张图中出现的原子坐标数值(第7、8、9栏数值)可能和读者看到的不一致。
这是因为动力学模拟中,能量平衡(equilibration)一步中各个原子的初始速度是随机选择的。
我们使用的pdb文件是各个原子能量平衡结束后的末速度,因为初速度是随机的,末速度也不一定相同。
4.2.2设定拉力的方向
现在,关闭写字板。
我们已经设定了固定原子(fixedatom)和SMD原子。
下面我们需要做的是设定拉力的方向。
我们定义拉力的方向为沿固定原子(fixedatom)和SMD原子的连线方向(即由固定原子到SMD原子的矢量的方向)。
在VMDtk中输入:
setsmdpos[lindex[$smdatomget{xyz}]0]
setfixedpos[lindex[$fixedatomget{xyz}0]
vecnorm[vecsub$smdpos$fixedpos]
输入以上命令后,tk中给出三个数值,这三个值就是固定原子(fixedatom)到SMD原子的矢量坐标,分别为x,y,z坐标。
记下这三个值(图),我们后面还会用到。
然后关闭VMD即可。
图假想的拉力矢量的坐标
4.2.3配置文件
现在我们已经得到了文件:
ubq_ww_eq.ref,这个文件储存了原子的位置,以及哪个原子是固定原子,哪个原子是SMD原子。
下一步我们将制作NAMD配置文件。
注意在下面的步骤中一定要避免输入错误,否则很可能导致动力学模拟无法正常进行。
我们将对一个样本配置文件进行修改,制作我们所需要的配置文件。
在实际工作中,读者也可以修改NAMD教程中提供的样本配置文件,得到自己所需要的文件。
1、使用Windows资源管理器获得我们所需的样本配置文件sample.conf。
文件在common目录下。
将这一文件粘贴到3-1-pullcv目录下,然后改名为ubq_ww_pcv.conf以和其他文件相区分。
2、使用写字板打开ubq_ww_pcv.conf。
现在我们看到的是一个配置文件的样本(图)。
浏览一下可以发现很多参数是用户需要根据实际情况进行设定的。
事实上,这个样本配置文件就是NAMD动力学模拟配置文件的基本蓝本,用户可以在此基础上量身定做符合自己需要的配置文件。
图NAMD配置文件样本
3、在JobDescription一栏加入:
#N-C-TerminiConstantVelocityPulling
当然这只是一个注释,不加也不会影响我们的动力学模拟。
4、在Adjusta
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- NAMD 入门教程