Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://kodomo.cmm.msu.ru/~tregubova/projects/Term_6/task8.html
Дата изменения: Fri May 27 11:26:36 2011
Дата индексирования: Sun Feb 3 04:56:45 2013
Кодировка: UTF-8
Task8,Term6

Анализ молекулярной динамики биологических молекул в GROMACS

Параметры моделирования


Силовое поле:
amber99sb
Заряд системы:
нейтральный; так как добавляли 10 молекул воды, нейтрализующих отрицательный заряд ДНК. Возможно это нужно было для нормально образования пар оснований.
Размер и форма ячейки:
Использовалась ячейка с параметрами: 5.09200 -- 4.90600 -- 5.46200.
Минимизация энергии (из файла mdout.mdp для em.mdp):
  • Алгоритм минимизации энергии -- itegrator = l-bfgs
  • Алгоритм расчета электростатики и Ван-дер-Вальсовых взаимодействий -- "двойное обрезание" = cut-off
    Модель, которой описывался растворитель
    implicit_solvent = No; т.е. нет растворителя
    "Утряска" растворителя:
  • Параметр, обуловливающий неподвижность -- define = DPOSRES
  • Число шагов -- nstep =
  • Длина шага -- dt = pc
  • Алгоритм расчета электростатитики -- pme и Ван-дер-Вальсовых взаимодействий -- cut-off
  • Алгоритмы термостата -- Berendsen; баростата -- нет.
    Основной расчет МД
  • Время моделирования, количество процессов, эффективность масштабирования:
    (mdrun_mpi.rep-242538)4 hours 41 minutes 47 seconds, 16, 100%
  • Длина траектории ( число шагов * длина шага) = 10000 pc
  • Число шагов 5000000
  • Длина шага 0.002 pc
  • алгоритм интегратора -- мд
  • Алгоритм расчета электростатики и Ван-дер-Вальсовых взаимодействий: pme (суммирование по Эвальду) и cut-off (двойное обрезание)
    Алгоритмы термостата и баростата
    метод Berendsen
    Визуальный контроль "утряски" воды:

    и

    Анализ результатов


    С помощью команд:
    trjconv -f dna_md.xtc -s dna_md.tpr -o dna_pbc_1.pdb -skip 20 -pbc mol
    trjconv -f dna_md.xtc -s dna_md.tpr -o dna_fit_1.pdb -skip 20 -fit rot+trans

    были получены файлы dna_pbc_1.pdb и dna_fit_1.pdb. Второй из них оказался более удобным для анализа. Отсюда же был сделан вывод, что образование В-формы ДНК происходит на 800-ой пикосекунде. Так же можно заметить, что нижняя пара нуклеотидов при этом слегка подплавилась:

    Далее расчитаем средне-квадратичное отклонение в ходе моделирование. Сначала отклонение в ходе всей симуляции относительно стратовой структуры:
    g_rms -f dna_md.xtc -s dna_md.tpr -o rms_1

    Затем относительно каждой предыдущей структуры на расстоянии 400 кадров:
    g_rms -f dna_md.xtc -s dna_md.tpr -o rms_2 -prev 400

    Изменение гидрофобной и гидрофильной поверхностей в ходе конформационного перехода определим так:
    _sas -f dna_md.xtc -s dna_md.tpr -o sas_dna.xvg

    Как видно, площади гидрофобной и гидрофильной поверхностей почти не меняются. Переход из А в В форму происходит из-за большей устойчивости последней.

    Традиционный анализ количества водородных связей, в нашем случае между цепями ДНК:
    g_hbond -f dna_md.xtc -s dna_md.tpr -num hbond_dna

    А так же количество водородных связей ДНК-вода:
    g_hbond -f dna_md.xtc -s dna_md.tpr -num hbond_dna_sol