Kodomo

Пользователь

Учебная страница курса биоинформатики,
год поступления 2009

Расчёт энергии сольватации димера из двух мономеров полиэтиленгликоля методом FEP.

Примечание: приводите в отчете команды, которые выполняете, либо прикладывайте скрипт! Вся работа буде происходить на kodomo.

Внимание, данный практикум оптимизирован для выполнения во время занятия. Расчёт результата может занять несколько часов. В практикуме приведена основная идея об использовании FEP, для полноценного использования этого подхода ознакомтесь с современными публикациями.

Вам дано вещество: 1,2-dimethoxyethane

Вам надо:

  1. Разбить вещество на два мономера (остатка).
  2. Расчитать частичные заряды на атомах этого остатка используя как заглушку метильную группу.
  3. Построить запись для остатка (rtp) в силовом поле amber99sb.
  4. Провести подготовку системы с водным раствором димера, т.е. 1,2-диметоксиэтана.
  5. Расчитать энернгию сольватации с шагом lambda 0.1. Т.е. запустить 10 траекторий молекулярной динамики.

Связи с тем, что основную часть заданий вы уже выполняли, я ограничусь укзанием на тонкие места.

  1. При подсчёте зарядов полезно использовать специальные возможности RED-vIII.4.pl (подробно тут):

    1. Надо добавить директиву в p2n файл об обнулении зарядов на метильной группе-заглушке и удалении этой группы из финального Mol_m1-o1-sm.mol2 файла. Примерный вид этой директивы таков:

      REMARK INTRA-MCC 0.0 | 9 10 11 12 | R 

  2. Построение записи для остатка, давайте назовём его EGL:

    1. Скопируйте директорию силового поля в рабочую директорию: 
         1  cp -r /usr/share/gromacs/top/amber99sb.ff/ .
    2. Изучите запись для глицина в файле amber99sb.ff/aminoacids.rtp.
    3. Используя файл amber99sb.ff/atomtypes.atp определите типы атомов, и начните описание остатка EGL c директивы [ atoms ]. Заряды надо взять из пункта 2. Описание остатка добавьте в конец файла amber99sb.ff/aminoacids.rtp. Имена атомов должны быть уникальны.
    4. Добавтье описание связей, не забудьте добавить связь с последующим остатком.
  3. Подготовка системы к МД и запуск счёта с шагом lambda 0.1.
    1. Постройте pdb файл для димера. Можно использовать SMILE, obgen, babel. Дайте атомам имена согласно описанию остатка. Переименуйте остаток и дайте остаткам соотвествующие номера.

    2. Проведите подготовку системы к МД в воде в пакете Gromacs. Внимание, при построении ячейки сделайте отступ 1 нм. Также надо будет провести короткое md на 100 пс. Файлы mdp можно взять отсюда.

    3. Напишите скрипт для запуска 10 траекторий с разным значением lambda.
      Примерный псевдокод: 

         1   #!/bin/bash
   2   for l in $(seq  0 10 | awk '{print $1/10}');do 
   3        mkdir 
   4         ll=$l + 0.1
   5         lk=$l - 0.1
   6    ### Тут у нас есть строка XXXXXXX в md-lam.mdp ###
   7    ### которую мы заменяем на разные значения для foreign_lambda и init_lambda ####
   8        sed "s/XXXXXXX/init_lambda = $l\nforeign_lambda = $ll $lk /" md-lam.mdp > ${l}/md.mdp
   9     cd $l
  10        grompp -f md -c ../гро_после_мд -p ../топология -o lamda -maxwarn 1
  11        mdrun -deffnm lamda -nt 1
  12     cd ..
  13    done
      • Этот расчёт займет изрядное время.
  4. Определение значение энергии и оценка потенциально не точно посчитанных этапов.
    1. Определите энергию перехода из димера в ничто. 
      •    1    g_bar -f */lamda.xvg -o -oi -oh
    2. Постройте зависимости из файлов bar.xvg barint.xvg. Сделайте вывод о том как надо изменить параметры, что бы энергия гидротации совпадала с экспериментальной 4.8 Kcal/mol