使用AMBER跑分子动力学模拟

🕗 发布于 2024-12-08 13:31 python

第一步：分子对接

1. 选择你需要的对接软件，准备你的蛋白-小分子复合物（MOE，薛定谔，autodock），上面分子对接的软件都可以，autodock免费。

2. 选择蛋白和小分子，PDB，Pubchem下载。

3. 自行对接，选择你需要的蛋白-小分子构象，分离开蛋白和小分子，蛋白保存成pdb格式，小分子保存成mol2格式。

第二步：对蛋白封端

封端操作是通过添加保护基团（如 NME 和 ACE）来完成的。下面是如何使用 tleap 为蛋白质的 N 端和 C 端添加封端基的方法：

1. 启动 tleap

首先，启动 tleap：

tleap

2. 加载力场和必要的库文件

加载 Amber 力场和其他必要的参数文件（如 TIP3P 水模型的力场文件，视情况而定）：

source leaprc.protein.ff14SB   # 或者根据你的蛋白质选择适合的力场
source leaprc.water.tip3p      # 如果你还需要考虑水分子

3. 加载 PDB 文件

加载你的蛋白质的 PDB 文件：

protein = loadpdb "your_protein.pdb"

4. 为 N-端添加 ACE（乙酰基）

你可以通过以下方式为 N 端添加 ACE 基团：

addions protein ACE

5. 为 C-端添加 NME（甲基氨基乙酰基）

为 C 端添加 NME 基团：

addions protein NME

6. 保存修改后的结构

保存修改后的结构文件（比如 pdb 格式）：

savepdb protein "protein_with_termini.pdb"

7. 退出 tleap

退出 tleap：

quit

第三步：对模拟体系预处理

1. 蛋白预处理

剔除非蛋白部分的原子，使用AmberTools中的pdb4amber完成蛋白质的加氢。具体的加氢程序是由杜克大学的Richardson实验室开发的Reduce程序完成。

pdb4amber -i test.pdb -o rec.pdbpdb -y --reduce
-i：输入蛋白质的pdb格式文件
-y：该参数是指去除所有氢原
--reduce ： 运行Reduce来加氢
之所以用了-y和–reduce选项，是因为pdb4amber会检查每个组氨酸（HIE、HIP、HID）的类型，如果用其他软件加氢则不一定是amber所支持的原子类型，所以还是用pdb4amber一劳永逸吧。

2. 小分子预处理
利用Acpype为小分子生成拓扑参数文件。Acpype基于Antechamber，能够生成CNS/XPLOR、GROMACS、CHARMM和Amber等MD软件的拓扑参数文件。

acpype -i test.mol2 -a gaff2 -c gas -n 0
-i：输入文件，建议为mol2格式，其他格式将通过openbabel转换
-a：小分子力场参数
-c：电荷类型
-n：电荷数

2.2 小分子-蛋白复合物体系

利用Leap/Tleap程序完成“小分子-蛋白”复合物amber参数体系的构建。生成 complex complex_ions.prmtop 和complex_ions.inpcrd 。

tleap -f tleap.leaprc

前提提示：需要构建好tleap.leaprc文件，文件内容如下

source leaprc.protein.ff14SB #蛋白ff14SB力场
source leaprc.water.tip3p #水的tip3p力场
source leaprc.gaff2 #小分子的gaff2力场
set default pbradii bondi #原子半径
loadamberparams frcmod.ionsjc_tip3p #溶剂的力场参数文件
loadamberparams test.acpype/test_AC.frcmod #修改后的小分子力场参数文件
rec = loadpdb rec.pdb #加载蛋白文件
lig = loadmol2 test.acpype/test_gas_gaff2.mol2 #加载小分子文件
complex = combine{rec,lig} #行程复合体
addions complex Na+ 0 #电荷平衡
addions complex Cl- 0 #电荷平衡
solvateoct complex TIP3PBOX 10 #形成一个TIP3P水模型的盒子，半径是10埃米
saveamberparm complex complex_ions.prmtop complex_ions.inpcrd #保存amber格式的拓扑和坐标文件
quit

3. Amber MD

首先需要各个阶段的参数文件，min1.in，min2.in，heat.in，press.in，eq.in，md.in，

#min.in
&cntrl
imin=1,
maxcyc=10000,
ncyc=5000,
ntb=1,
ntr=1,
restraintmask='@CA,N,C',
restraint_wt=10,
cut=8.0
/
END

#min2.in
&cntrl
imin=1,
maxcyc=10000,
ncyc=5000,
ntb=1,
ntr=1,
restraintmask='@CA,N,C',
restraint_wt=10,
cut=8.0
/
END

#heat.in
explicit solvent initial heating: 50ps
&cntrl
imin=0,
irest=0,
nstlim=25000, dt=0.002,
ntc=2, ntf=2, ntx=1,
cut=8.0, ntb=1,
ntpr=500, ntwx=500,
ntt=3, gamma_ln=2.0,
tempi=0.0, temp0=300.0, ig=-1,
ntr=1,
restraintmask=':1-1104',
restraint_wt=2.0,
iwrap=1
nmropt=1
/
&wt TYPE='TEMP0', ISTEP1=0, ISTEP2=25000,
VALUE1=0.0, VALUE2=300.0, /
&wt TYPE = 'END' /
END

#press.in
explicit solvent initial heating: 50ps
&cntrl
imin=0,
irest=0,
nstlim=25000, dt=0.002,
ntc=2, ntf=2, ntx=1,
cut=8.0, ntb=1,
ntpr=500, ntwx=500,
ntt=3, gamma_ln=2.0,
tempi=0.0, temp0=300.0, ig=-1,
ntr=1,
restraintmask=':1-1104',
restraint_wt=2.0,
iwrap=1
nmropt=1
/
&wt TYPE='TEMP0', ISTEP1=0, ISTEP2=25000,
VALUE1=0.0, VALUE2=300.0, /
&wt TYPE = 'END' /
END

#eq.in
&cntrl
imin=0, irest=1, ntx=5,
nstlim=5000000, dt=0.002,
ntc=2, ntf=2,
cut=10.0, ntb=2, ntp=1, taup=2.0,
ntpr=500, ntwx=500, ntwr=5000,
ntt=3, gamma_ln=2.0,
temp0=300.0,
/
END

#md.in
&cntrl
imin=0, irest=1, ntx=5,
nstlim=5000000, dt=0.002,
ntc=2, ntf=2,
cut=10.0, ntb=2, ntp=1, taup=2.0,
ntpr=500, ntwx=500, ntwr=5000,
ntt=3, gamma_ln=2.0,
temp0=300.0,
/
END

主要的模拟步骤如下脚本所示：


export CUDA_VISIBLE_DEVICES="0"

#1. Minimize the system with restraints just on the backbone of the molecule
pmemd.cuda -O -i min1.in -o complex_ions_min1.out -p complex_ions.prmtop -c complex_ions.inpcrd -r complex_ions_min1.rst -ref complex_ions.inpcrd

#2. Relax the system with no restraints
pmemd.cuda -O -i min2.in -o complex_ions_min2.out -p complex_ions.prmtop -c complex_ions_min1.rst -r complex_ions_min2.rst

#3. Heat up the system from 100 K under constant volume
pmemd.cuda -O -i heat.in -o complex_ions_heat.out -p complex_ions.prmtop -c complex_ions_min2.rst -r complex_ions_heat.rst -x complex_ions_heat.nc -ref complex_ions_min2.rst

#4. Relax the system at a constant pressure
pmemd.cuda -O -i press.in -o complex_ions_press.out -p complex_ions.prmtop -c complex_ions_heat.rst -r complex_ions_press.rst -x complex_ions_press.nc -ref complex_ions_min2.rst

#5. eq, 10ns
pmemd.cuda -O -i eq.in -o complex_ions_eq.out -p complex_ions.prmtop -c complex_ions_press.rst -r complex_ions_eq.rst -x complex_ions_eq.nc

#6. md, 100ns
pmemd.cuda -O -i md.in -o complex_ions_md.out -p complex_ions.prmtop -c complex_ions_eq.rst -r complex_ions_md.rst -x complex_ions_md.nc

原文地址：https://blog.csdn.net/imqyt/article/details/144309495

免责声明：本站文章内容转载自网络资源，如本站内容侵犯了原著者的合法权益，可联系本站删除。更多内容请关注自学内容网（zxcms.com）！

上一篇：Kubernetes 深入浅出系列 | 容器编排与作业调度之Deployment
下一篇：ollama的本地部署内含推荐模型！

.NET(C#) 如何配置用户首选项及保存用户设置
.NET(C#) 如何配置用户首选项及保存用户设置
阅读更多2024-12-14
【最新】北大数字普惠金融指数数据集-省市县（2011-2023年）
郭峰,王靖一,王芳,孔涛,张勋,程志云.测度中国数字普惠金融发展:指数编制与空间特征[J].经济学(季刊),2020,19(04):1401-1418.时间跨度：省级和城市级指数时间跨度为2011-2
阅读更多2024-12-14
GESP202412 四级【Recamán】题解（AC）
a11ak−1−kkakak−1−kak−1k小杨想知道 Recamán 数列的前n项从小到大排序后的结果。手动计算非常困难，小杨希望你能帮他解决这个问题。
阅读更多2024-12-14
IDEA遇到EasyConnect中的网络资源无法访问的问题
版权声明：本文为博主原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接和本声明。原文链接：https://blog.csdn.net/wanshanyu_/article/de
阅读更多2024-12-14
双目摄像头标定方法
此时已经完成标定，左下角为反投影误差，右边为外参可视化。将双目左右目拍的图像上传（左右目最好不少于20张）此时回到主页面，即可看到成功导出。把这些误差大的删除即可。
阅读更多2024-12-14
Servlet、omcat服务器架构与工作原理
Servlet是运行在服务器端的Java程序，它的主要职责之一是接收并处理来自客户端（如浏览器）的HTTP请求。当客户端发送一个请求到服务器时，Servlet可以解析请求中的信息，例如请求的URL路径
阅读更多2024-12-14
Vue生命周期钩子函数：深入解析与实践
作为高级Vue前端开发人员，对Vue组件的生命周期钩子函数有着深刻的理解是至关重要的。生命周期钩子函数是指在Vue组件的创建、更新、销毁等过程中，Vue自动调用的一系列方法。通过这些钩子函数，我们可以
阅读更多2024-12-14
安卓开发--使用android studio发布APP
app发布
阅读更多2024-12-14
数据结构与算法学习笔记----拓扑排序
@ author: 明月清了个风。
阅读更多2024-12-14
python 将数据保存到现有的Excel文件的新工作表
out_file = ‘query.xlsx’df1 = pd.DataFrame(out_data)若直接写入：df1.to_excel(out_file, index=False, sheet_n
阅读更多2024-12-14