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含膜蛋白的 MMPBSA

信息

这个例子可以在存储库文件夹的examples/Protein_membrane目录中找到。如果您之前没有使用 gmx_MMPBSA_test,请使用downgit从 gmx_MMPBSA GitHub 存储库下载特定文件夹。

要求

危险

配体 mol2 文件必须是 Antechamber 输出。

在这种情况下,gmx_MMPBSA需要:

需要输入文件必需的类型描述
输入参数文件
in输入文件包含有关将要执行的计算类型的所有规范
MD 结构 + 质量 (db) 文件
tpr pdb包含系统坐标的结构文件
索引文件
ndx包含分开组中的受体和配体的文件
受体和配体组
integers索引文件中的受体和配体组编号
轨迹文件
xtc pdb trr最终的 GROMACS MD 轨迹,已拟合且没有 pbc。
配体参数文件
mol2配体参数化的 Antechamber 输出mol2文件
拓扑文件(不包括在内)
topGROMACS 拓扑文件(拓扑* .itp中定义的文件必须在同一文件夹中
参考结构文件
pdb具有所需链 ID 和残基编号分配的复杂参考结构文件(不含氢)

-> 必须定义 ---> 可选,但推荐 --> 可选

记住

定义拓扑文件时,不需要配体 mol2 文件。
gmx_MMPBSA仅当从结构构建琥珀拓扑结构时才需要配体 mol2 文件

在此处查看gmx_MMPBSA 命令行中所有标志的详细列表

命令行

也就是说,一旦进入包含所有文件的文件夹,命令行将如下所示:

gmx_MMPBSA -O -i mmpbsa.in -cs com.pdb -ci index.ndx -cg 1 13 -ct com_traj.pdb -lm ligand.mol2 -o FINAL_RESULTS_MMPBSA.dat -eo FINAL_RESULTS_MMPBSA.csv

其中mmpbsa.in输入文件是包含以下行的文本文件:

具有膜蛋白的 MMPBSA 的样本输入文件
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
Sample input file for MMPBSA with membrane proteinsThis input file is meant to show only that gmx_MMPBSA works. Althought,we tried to used the input files as recommended in the Amber manual,some parameters have been changed to perform more expensive calculationsin a reasonable amount of time. Feel free to change the parameters according to what is better for your system.&generalsys_name="Prot-Memb",startframe=1,endframe=4,/&pbmemopt=1, emem=7.0, indi=4.0,mctrdz=-10.383, mthick=36.086, poretype=1,radiopt=0, istrng=0.150, fillratio=1.25, inp=2,sasopt=0, solvopt=2, ipb=1, bcopt=10, nfocus=1, linit=1000,eneopt=1, cutfd=7.0, cutnb=99.0,maxarcdot=15000,npbverb=1,/

记住

请在此处查看gmx_MMPBSA输入文件中所有选项的详细列表以及几个示例这些示例仅用于说明 gmx_MMPBSA 有效。建议检查这些变量,即使是未包含在此输入文件中但可用于执行计算的变量,并查看它们可以采用的值(检查输入文件部分)。这将使您能够解决许多潜在的问题,或者在您的计算中简单地使用更高级的近似值。

注意事项

在这种情况下,遵循单一轨迹 (ST) 近似,这意味着受体和配体结构和轨迹将从复合物的结构和轨迹中获得。为此,需要一个 MD Structure+mass(db) 文件 ( com.pdb)、一个索引文件 ( index.ndx)、一个轨迹文件 ( com_traj.pdb) 以及索引文件 ( ) 中的受体和配体组编号1 13还需要配体 .mol2 文件来生成配体拓扑结构。mmpbsa. in输入文件将包含 MM/PB(GB)SA 计算所需的所有参数值得注意的是,已包括具有膜蛋白的 MMPBSA 的特殊参数。

对隐式膜参数的评论

通过设置memopt为 1(默认值为 0,表示关闭)启用在隐式溶剂化计算中包含隐式膜区域。该膜将扩展溶质介电区域以包括平行于xy平面延伸的具有均匀介电常数的板状平面区域。可以使用 控制介电常数emem在本例中,我们将膜内部介电常数设置为 7.0。的值emem应始终设置为大于或等于indi(溶质介电常数,本例中为 4)且小于exdi(溶剂介电常数,默认值为 80.0)的值。

The thickness is controlled by the mthick option (36.086 Å in this case). The center of the membrane region is controlled with mctrdz and in this case the membrane region will be centered at -10.383 Å down of the center of the protein. If calculations are performed on a protein with a solvent-filled channel region, this region would be identified automatically by setting poretype=1.

使用隐式膜模型时,建议使用默认值sasopt=0经典溶剂排除表面,因为它具有更好的数值行为。当使用默认选项运行时,程序将使用水探针(prbrad=1.40默认)和膜探针(mprob=2.70默认)计算排除溶剂的表面。发现此设置与显式溶剂 MD 模拟一致。

还建议使用周期性边界条件来避免非物理边缘效应。所有线性求解器都支持这一点。在下文中,选择几何多重网格 ( solvopt=2)ipb=1bcopt=10linit=1000应该工作正常,但考虑到使用线性和周期性边界条件可能需要更多迭代

此外,eneopt需要设置为 1,因为eneopt = 2此应用程序不支持收费查看方法 ( )。当 时eneopt=1,将使用 Lu 和 Luo 中概述的粒子-粒子-粒子-网格 (P3M) 程序计算总静电能和力。 [8] 这样做时,输出文件中的能量项EPB设置为零,而EEL项包括反应场能量 ( EPB) 和库仑能量 ( EEL)。范德瓦尔斯能量与库仑能量的粒子-粒子部分一起计算。此选项需要一个非零 CUTNB(在本例中为cutnb=8.0)。值得一提的是ΔGGASΔGSOLV正如所报道的那样,它们不再被正确分解。因为EPBEEL组合成“气相”项,气体和溶剂化项不能分开。尽管如此,总的 ΔTOTAL 应该非常好,因为最后所有的东西都加在一起了。

危险

请注意,fillratio=1.25与默认值 (4.0) 相比,使用了较小的值。使用周期性边界还允许在这些计算中使用 1.25 的填充比(有限差分盒尺寸与溶质尺寸之比)(参考)。更改此参数时要小心,因为它的增加可能会导致大量 RAM 使用(特别是在并行运行程序时)。仅供参考,fillratio=4.0在这个相对较小的系统中使用默认值需要每个线程 ~30GB🤯和更多时间来完成计算。

将保存包含所有统计信息的纯文本输出文件(默认值FINAL_RESULTS_MMPBSA.dat:)和包含每个计算中每个帧的所有能量项的 CSV 格式输出文件。'-eo' 标志中的文件名将强制以 [.csv] 结尾(FINAL_RESULTS_MMPBSA.csv在本例中)。仅当在命令行上指定时才写入此文件。

笔记

计算完成后,可以分析结果gmx_MMPBSA_ana(如果-nogui未在命令行中使用标志)。请查看gmx_MMPBSA_ana部分以获取更多信息


源文链接:

https://valdes-tresanco-ms.github.io/gmx_MMPBSA/dev/examples/Protein_membrane/

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