Занятие 7.

Моделирование самосборки липидного бислоя из случайной стартовой конформации.

Цель данного занятия ознакомится с возможностями моделирования молекулярной динамики. Будем пользоваться пакетом молекулярной динамики Gromacs.

Общие положения

Типы файлов:

1. gro - файл с координатами системы.
2. top - файл с описанием ковалентных и нековалентных взаимодействий в молекулах.
3. mdp - файл с описанием параметров для работы молекулярно-механического движка.
4. tpr - файл для молекулярно-механического движка по сути есть объединение gro, top и mdp.
5. trr, xtc - файл с координатами после расчёта.

Основные программы из пакета, которые будут использованы на занятии:

Программы запускаются в командной строке Linux, флаги запуска программ начинаются с -, например -f. Как правило после флага следует либо имя файла, либо значение параметра.

1. editconf - манипуляция форматом координат и самими координатами. 

editconf -f my.gro -o my.pdb
2. genbox - наполнение ячейки растворителем. 
genbox -cp my.gro -cs mysolvent.gro -p my.top -o my_solvated.gro
3. genion - утилита для замены n молекул растворителя на ионы. 
genion -s my.tpr -np 10 -p my.top -o my_ions.gro
-np это добавить 10 положительно заряженых ионов
4. grompp - объединение и проверка gro, top и mdp в tpr. 
grompp -f my.mdp -c my.gro -p my.top
5. mdrun - молеклярно-механический движок. На входе принимает tpr файл. 
mdrun -deffnm my.tpr
здесь параметр -deffnm означает, что выходные файлы будут называться как и входной файл, только с другими расширениями.

Всю работу проводим на компьютере 172.16.0.140
После запуска задачи нахождение её в очереди можно посмотреть с помощью: tasks -o

Подготовка к запуску работы на суперкомпьютере.

  1. Создала рабочую директорию на диске Н: Lelekova/md

  2. Есть готовые файлы:

    • дополнительной топологии для липида DPPC, dppc.itp.

    • параметры для липидов lipid.itp.

    • координаты одного липида dppc.gro.

    • Файл-заготовка топологии системы b.top.

    • файл параметров для минимизации энергии em.mdp.

    • файл параметров для "утряски" воды pr.mdp pr.mdp.

    • файл параметров для молекулярной динамики md.mdp

  1. На основе одного липида создала ячейку с 64 липидами: 
    genconf -f dppc.gro -o b_64.gro -nbox 4 4
С помощью editconf преобразуем dppc.gro и b_64.gro в pdb файлы:
  1. Затем в файле b.top установила правильное количество липидов (64) в системе.
  2. Сделала небольшой отступ в ячейке от липидов, что бы добавить примерно 2500 молекул воды.
editconf -f b_64.gro -o b_ec -d 0.5
  1. Провела оптимизацию геометрии системы, чтобы удалить "плохие" контакты молекул.
grompp -f em -c b_ec -p b -o b_em -maxwarn 2
mdrun -deffnm b_em -v

В ходе оптимизации геометрии изменяется значение силы действующей на молекулы, значения начальное и конечное максимальной силы  4.37970e+05 и 6.4541919e+02 .

  1. Добавила в ячейку молекулы воды типа spc.
genbox -cp b_em -p b -cs spc216 -o b_s
  1. Провела "утряску" воды:
grompp -f pr -c b_s -p b -o b_pr -maxwarn 1 mdrun -deffnm b_pr -v

  1. Переформатировала b_pr.gro и b_s.gro в pdb файлы:
    Утряска воды приводит к изменению конформации липидов. Вода начинает находиться в пространсве между липидами.


  2. Далее скопировала файлы на суперкомпьтер, но для этого сначала зашла на суперкомпьтер, создадим папку с фамилией и вернёмся на kodomo.
ssh skif
mkdir Lelekova
exit
  1. После этого скопировала файлы: 
cd ..
scp -r md/* skif:Lelekova/
  1. Запустила тестовое моделирование на суперкомпьтере.
ssh skif
cd Lelekova
grompp -f md -c b_pr -p b -o b_md -maxwarn 1
mpirun  -np 16 -q test -maxtime 5  /home/golovin/progs/bin/mdrun_mpi -deffnm b_md -v

Необходимо запомнить номер задачи.Просмотреть ход счёта можно в файле mdrun_mpi.out-номер. 

less mdrun_mpi.out-номер
Нажмите shift и . для перехода в конец файла.

Если файл не содержит ошибок, то переходим дальше:

  1. Запустила основное моделирование на суперкомпьтере.
mpirun  -np 16  -maxtime 1200  /home/golovin/progs/bin/mdrun_mpi -deffnm b_md -v
less mdrun_mpi.out-....
Нажмите shift и . для перехода в конец файла.

 


<<Обратно на шестой семестр
<<Обратно на главную страницу

©Лелекова Мария,2011