Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес
оригинального документа
: http://kodomo.cmm.msu.ru/~zhuravlka/term6/9.html
Дата изменения: Mon Apr 16 14:08:41 2012 Дата индексирования: Tue Oct 2 07:19:35 2012 Кодировка: Windows-1251 |
На главную страницу На страницу шестого семестра |
Анализ молекулярной динамики биологических молекул в GROMACS |
Файлы смотреть в папке с файлами задания.
Задание 1Было выбрано задание моделирования самосборки липидного бислоя.Даны файлы: дополнительной топологии для липида DPPC, dppc.itp; параметры для липидов lipid.itp; координаты одного липида dppc.gro; файл-заготовка тополгии системы b.top; файл параметров для минимизации энергии em.mdp; файл параметров для "утряски" воды pr.mdp; файл параметров для молекулярной динамики md.mdp. На основе одного липида создадим ячейку с 64 липидами: genconf -f dppc.gro -o b_64.gro -nbox 4 4 4С помощью editconf преобразуем dppc.gro и b_64.gro в pdb файлы: editconf -f dppc.gro -o dppc.pdb editconf -f b_64.gro -o b_64.pdbПлохие контакты будут исправлены оптимизацией геометрии. Установим в файле b.top правильное количество липидов в системе - 64. Сделаем небольшой отступ в ячейке от липидов, чтобы добавить примерно 2500 молекул воды: editconf -f b_64.gro -o b_ec -d 0.5Проведем оптимизацию геометрии системы, чтобы удалить "плохие" контакты молекул. grompp -f em -c b_ec -p b -o b_em -maxwarn 2 mdrun -deffnm b_em -vНачальное значение максимальной силы = 4.37970e+05, конечное = 6.4541919e+02. Добавим в ячейку молекулы воды типа spc: genbox -cp b_em -p b -cs spc216 -o b_sПроведем "утряску" воды: grompp -f pr -c b_s -p b -o b_pr -maxwarn 1 mdrun -deffnm b_pr -vПереформатируем b_pr.gro и b_s.gro в pdb-формат: b_pr.pdb и b_s.pdb. Изменение в системах - исчезли лишние взаимодействия;"утрясенная" вода распределена по объему более хаотично. До оптимизации и после оптимизации: Скопируем эти файлы на суперкомпьютер. ssh skif mkdir zhuravlka exit cd md scp -r md/* skif:zhuravlka/Запустим тестовое моделирование на суперкомпьютере: ssh skif cd zhuravlka grompp -f md -c b_pr -p b -o b_md -maxwarn 1 mpirun -np 16 -q test -maxtime 5 /home/golovin/progs/bin/mdrun_mpi -deffnm b_md -vФайл не содержит ошибок. Запускаем основное моделирование на суперкомпьютере: mpirun -np 16 -maxtime 1200 /home/golovin/progs/bin/mdrun_mpi -deffnm b_md -v Анализ результатов
trjconv -f b_md.xtc -s b_md.tpr -o b_pbc_1.pdb -skip 20 Cчитаем , что бислой начинает образовываться с 23 модели, т.е. с t= 11000.00000 пс. Определим площадь занимаемую одним липидом. Для этого получим размеры ячейки из траектории. g_traj -f b_md.xtc -s b_md.tpr -ob box_1.xvg Ось Х является нормалью к поверхности бислоя. Зависимость площади по осям Y и Z от времени, нормированнвя на один липид в слое (т.е. делим на 32), представлена на графике: В начале моделирования площадь поряка 0.8 нм, в момент начала сборки бислоя -0.7, на конец моделирования вновь в районе 0.8 Определим изменение гидрофобной и гидрофильной поверхностей в ходе самосборки: f b_md.xtc -s b_md.tpr -o sas_b.xvg Зависимость изменения гидрофобной (синим цветом) гидрофильной (красной) поверхностей доступных растворителю от времени: В структуре преобладают гидрофильные поверхности. В ходе моделирования обе поверхности уменьшаются. В начале гидрофобная поверхность наибольшая, в это время молекулы липида равномерно распределены в объеме сольвента, дальнейшее уменьшение гидрофобной поверхности соответствует увеличению количества гидрофобных контактов между алифатическими цепями фосфолипида. Динамика гидрофобной поверхности в начале- резкое схлопывание. Фосфолипидный слой собирается. Традиционной мерой оценки фазового состояния бифильных молекул является мера порядка. Создадим специальный индекс-файл для анализа.Для конца траектории: g_order -s b_md -f b_md.xtc -o ord_end.xvg -n sn1.ndx -b 35200 -d x И для начала траектории g_order -s b_md -f b_md.xtc -o ord_start.xvg -n sn1.ndx -e 5000 -d x Первый график- для конца, второй - для начала. Мы получили немного не характерные зависимости.Хвост должен двигаться свободней головки. Судя по графикам, у нас возможно еще не закончилось моделирование сборки, и в конце процесс еще продолжается. В начале головка даже подвижнее хвоста, да и в конце тоже подвижность, пусть и меньшая сохраняется. |
|
© Zhuravleva Katya, 2009 |