Молекулярная динамика биологических молекул в GROMACS

Создаем рабочую директорию на диске Н: типа blackdaffodil/md, где blackdaffodil это мой логин на kodomo.
Нам даны файлы:

файл праметров для минимизации энергии em.mdp.
файл праметров для "утряски" воды pr.mdp.
файл праметров для молекулярной динамики md.mdp.

Зайдим на kodomo через Putty и переходим в рабочую директорию.

 cd blackdaffodil/md

С помощью программы fiber из пакета 3DNA строим небольшой дуплекс с последовательностью GATCTA.
Для того, что бы fiber работал надо задать путь и переменную среды:

export X3DNA=/home/preps/golovin/progs/X3DNA
export PATH=/home/preps/golovin/progs/X3DNA/bin:${PATH}

Теперь строим файл топологии системы в силовом поле amber99sb и файл с координатами в формате Gromacs. Cтруктура дуплекса находится в файле dna.pdb.

pdb2gmx -f dna.pdb -o dna -p dna -ff amber99sb -water tip3p

Удаляем 5' фосфаты из структуры дуплекса. Их два на 5' конце кажой цепи. Также надо изменить имена нуклеотидов добвавив D к названию нуклеотида," Т"->"DT" (пример для vim: :%s/ \([GATC]\) \([AB]\)/ D\1 \2/). И наконец замените имя атома "С5М" на " С7".
Сделаем небольшой отступ в ячейке от ДНК.

editconf -f dna.gro -o dna_ec -d 1.5

Проведём оптимизацию геометрии системы, что бы удалить "плохие" контакты в молекуле.

grompp -f em -c dna_ec -p dna -o dna_em -maxwarn 1
mdrun -deffnm dna_em -v

Изменение максимальной силы в ходе оптимизации геометрии:
начальное значение максимальной силы = Step 0 Fmax = 4.02438e+03;
конечное значение максимальной силы = Step 86 Fmax = 2.12381e+03.

Добавим в ячейку молекулы воды.

genbox -cp dna_em -p dna -cs -o dna_s

Нейтрализуем заряд системы. Это делаем в два шага: строим tpr и запускаем genion. В выводе grompp обращаем внимание на информацию о заряде системы.

grompp -f em -p dna -c dna_s -o dna_s 
genion -s dna_s -o dna_si -p dna -np 10

где 10 это количество положительных ионов необходимых для нейтрализации заряда системы.

Проведим "утряску" воды:

grompp -f pr -c dna_si -p dna -o dna_pr -maxwarn 1
mdrun -deffnm dna_pr -v

Как видно из картинок, после утряски молекулы растворителя(воды) приняли более хаотичное расположение.

Копируем файлы:

cd ..
scp -r md/* skif:fbb/blackdaffodil/

Запускаем тестовое моделирование на суперкомпьтере.

ssh skif
cd fbb/blackdaffodil
grompp -f md -c dna_pr -p dna -o dna_md -maxwarn 1
mpirun  -np 16 -q test -maxtime 5  /home/golovin/progs/bin/mdrun_mpi -deffnm dna_md -v

Просмотреть ход счёта можно в файле mdrun_mpi.out-....

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

Файл не содержит ошибок, переходим дальше: Запускаем основное моделирование на суперкомпьтере.

mpirun  -np 16  -maxtime 1200  /home/golovin/progs/bin/mdrun_mpi -deffnm dna_md -v

Номер моей задачи 331822.

Моделирование перехода ДНК из А в В форму