На прошлом занятии был скачан gro файл с 38 молекулами этана. Нам нужно создать индекс файл с одной молекулой этана. Делаем это с помощью команд:
make_ndx -f box_38.gro -o 1.ndx
editconf -f box_38.gro -o et1.gro -n 1.ndx
Используя эту же команду, зададим ячейку и расположим молекулу по центру ячейки
editconf -f et1.gro -o et.gro -d 2 -c
В файле et.top в разделе [ molecules ] подправив его, зададим количество молекул этана = 1.
be.mdp - метод Берендсена для контроля температуры.
vr.mdp - метод "Velocity rescale" для контроля температуры.
nh.mdp - метод Нуза-Хувера для контроля температуры.
an.mdp - метод Андерсена для контроля температуры.
sd.mdp - метод стохастической молекулярной динамики.
Использованные команды:
grompp -f ${i}.mdp -c et.gro -p et.top -o et_${i}.tpr - строит входные файлы для молекулярно-динамического движка mdrun с помощью grompp
mdrun -deffnm et_${i} -v -nt 1 - собственно запуск mdrun
trjconv -f et_${i}.trr -s et_${i}.tpr -o et_${i}.pdb - конвертация в pdb-файлы для визуального анализа
g_energy -f et_${i}.edr -o et_${i}_en.xvg - сравнивает потенциальную энергию связи и кинетическую энергию
g_bond -f et_${i}.trr -s et_${i}.tpr -o bond_${i}.xvg -n b.ndx - запуск анализа длинн связей
При использовании метода Берендсена для контроля температуры движение молекулы характеризуется вращением вокруг центра оси С-С связи исходного расположения молекулы под небольшим углом, плюс изменением заторможенной и заслонённой конформации.
Аналогичное движение наблюдается и в методе "Velocity rescale" (но угол другой).
У Нуза-Хувера водороды молекулы вращаются вокруг оси С-С. Молекула тут также сменяет заторможенную и заслонённую конформации.
У Андерсена атомы молекулы колеблются только относительно своих положений, других движения нет.
В методе стохастической молекулярной динамики молекула движется поступательно, вращательно и колебательно.
Построим графики изменения энергий (зелёный - кинетическая энергия; красный - потенциальная).
графики изменения энергий графики распределения длинн связей метод Берендсена (be) метод "Velocity rescale" (vr) метод Нуза-Хувера (nh) метод Андерсена (an) метод стохастической молекулярной динамики (sd)
Сравнивая плотности точек на графиках с энергиями с графиками функции распределения Максвелла-Больцмана (на вики) исключаем метод Андерсена и Берендсена, так как точки на графике при использовании метода Нуза-Хувера имеют максимальную плотность у нуля, то этот метод тоже откидываем.
То есть, остались метод стохастической молекулярной динамики и "Velocity rescale". При анализе pdb-файла, полученного при использовании метода стохостической молекулярной динамики, трудно проследить вращение, тогда как при использовании "Velocity rescale" все замечательно видно. так что лучше использовать именно этот метод контроля температуры.
