Занятие 9

Параметры моделирования

Силовое поле, используемое при построении топологии - ffgmx
Заряд системы - очевидно, 0
Размер и форма ячейки - прямоугольный параллелепипед 5.46040 x 3.64320 x 4.97920 нм
Минимизация энергии:
Алгоритм минимизации энергии - интегратор l-bfgs
Алгоритм расчёта электростатики и Ван-дер-Ваальсовых взаимодействий - cut-off с расстоянием 3.5A
Модель, которой описывался растворитель - spc216

Утряска растворителя:
Число шагов - 10000
Длина шага - 1 фс
Алгоритм расчёта электростатики - PME
Алгоритм расчета Ван-дер-Ваальсовых взаимодействий - Cut-off
Алгоритм термостата - Berendsen
Алгоритм баростата - No, Anisotropic

Основной расчёт МД:
Время моделирования - 5 часов 40 минут 34 секунды
Количество процессоров - 16
Работа завершилась с ошибкой, причем дважды (см. далее)
Длина траектории - 16 нс
Число шагов - 3235500
Длина шага - 5 фс
Алгоритм интегратора - md
Алгоритм расчёта электростатики - PME
Алгоритм расчёта Ван-дер-Ваальсовых взаимодействий - Cut-off
Алгоритм термостата - Velocity rescale
Алгоритм баростата - Berendsen

Работа на суперкомпьютере

Результат, PDB-файл
Моделирование упало при выполнении, было перезапущено, но упало еще раньше :) поэтому, воспользуемся первым. Out-файл (2 Мб), PDB-файл (8Мб).
Было проведено 3'235'500 шагов моделирования, на 16 наносекунд. Бислой еще не успел образоваться, но уже близок к этому (виден срез сплюснутого цилиндра, с гидрофильными группами наружу и гидрофобными внутрь).


Размеры ячейки (красное - ось X, зеленое - Y, синее - Z).

Объем ячейки = x*y*z = 160 нм3.

Как видим, происходит ориентация липидов; видимо движущей силой процесса являются гидрофобные/гидрофильные взаимодействия.

Как видно из графика, площадь гидрофобной поверхности, доступной растворителю, очень быстро (за ~1 нс) резко уменьшается (в ~2 раза). Таким образом, действительно, гидрофобные/гидрофильные взаимодействия обеспечивают движущую силу процесса укладки.

Рассмотрим энтропию системы:


К концу моделирования ее значения существенно изменяются (~ на порядок).