Molecular Dynamics simulation ——从能量最小化到实际模拟 1 基本流程图 1)概述 前面我们已经得到了 Amber 用来动力学模拟的 prmtop 和 inpcrd 文件,它们分别是参数文件和坐标文件。 我们先从一条命令说起来解释 Amber 是如何做动力学模拟的: sander – O – i mdin – o mdou t – p prmtop – c inpcrd – r rst – x mdcrd 动力学过程是一个连续地解牛顿运动方程的过程:上一个牛顿方程结束时,蛋白质中各原子的位置和速度保留给下一个牛顿方程,惟一改变的是原子的加速度,它会根据各种势能函数重新计算(势能随原子坐标改变:E=f(r,…))。只不过每个牛顿方程的时间很短,短到 fs(10-15s)级,Amber 软件提供的 sander 主程序可以用来自动地做这样的数值计算。 它需要参数文件(prmtop)、坐标文件(inpcrd)、sander 程序配置文件(mdin)来启动运行,我们已经有了前两种文件,本节内容最主要的就是讲解如何配置我们需要的动力学模拟。sander 程序运行过程中会输出临时文件(rst)保存坐标和速度,还有轨迹文件(mdcrd)。 MinimizationEquilibriumProduction Run2)动力学过程 从基本流程图可以知道,一般的动力学过程也就可以分为三步:能量最小化(minimization)、体系平衡(equilibrium)、实际动力学模拟。 由于我们进行的初始结构来自晶体结构或同源建模,所以在分子内部存在着一定的结构张力,能量最小化就是真正的动力学之前释放这些张力,如果没有这个步骤,在动力学模拟开始之后,整个体系可能会因此变形、散架。 另外,由于动力学模拟的是真实的生物体环境,因此必须使研究对象升温升压到临界值,体系达到平衡,才能做实际的动力学模拟。 2 各流程输入文件 要通过Amber 软件做动力学模拟,需要明白如何去配置上述过程中的每一步。一般来说就是指定一些键/值对。 1)Minimization 第一行是标题,&cntrl 是起始符,”/”是结束符,中间的键/值对就是参数配置。 上述的参数配置可以归纳如下: imin=1 Choose a minimization run,指定做能量最小化的动力学。 ntx=1 Read coordinates but not velocities from ASCII formatted inpcrd coordinate file ntx 指定如何获得坐标信息,这里直接从 inpcrd 中读取坐标信息。 maxcyc=2000 Maximum minimization cycles 能量最小化的算法涉及循环迭代,这里指定迭代次数。 ncyc=1000 The s...