Kodomo

Пользователь

Моделирование плавления ДНК в формамиде

  1. Создайте рабочую директорию на удалённой машине с помощью WinSCP типа Ivanov, где Ivanov это ваш идентификатор.
  2. Вам даны файлы:

    • Координаты дуплекса ДНК, dna.pdb.

    • Файл с ячейкой уравновешеных молекул формамида, fam_em.gro.

    • Файл дополнительной топологии для формамида, fam.itp.

    • файл праметров для минимизации энергии em.mdp.

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

    • файл праметров для молекулярной динамики md.mdp.

скачайте их в рабочую директорию.

  1. Зайдите на сервер. 
    cd Ivanov
source /home/preps/golovin/progs/bin/GMXRC.bash
  2. Используйте готовый небольшой дуплекс с последовательностью GATCTA.
  3. Теперь построим файл топологии системы в силовом поле amber99sb и файл с координатами в формате Gromacs. Предполагается, что структура дуплекса находится в файле dna.pdb. 
    gmx pdb2gmx -f dna.pdb -o dna -p dna -ff amber99sb -water tip3p

    Если вы получили сообщение об ошибке, то удалите 5' фосфаты из структуры дуплекса. Их два на 5' конце кажой цепи. Вам 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".

  4. Сделаем небольшой отступ в ячейке от ДНК. 

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

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

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

Отметье в отчёте изменение максимальной силы в ходе оптимизации геометрии. Знаесите начальное и конечное значение максимальной силы.

  1. Добавим в ячейку молекулы формамида. Внимательно прочитайте вывод программы и обязательно запомните количество добавленных молекул формамида. 

gmx genbox -cp dna_em -p dna -cs fam_em.gro -o dna_s
  1. Теперь надо изменить в текстовом редакторе файл тополгии dna.top. После строчки: 

; Include forcefield parameters

добавим #include "fam.itp" 

; Include forcefield parameters
#include "fam.itp"

Добавим количество молекул формамида в запись [ molecules ]

было: 

[ molecules ]
; Compound        #mols
DNA                 1

стало: 

[ molecules ]
; Compound        #mols
DNA                 1
FAM         2426

где 2426 надо заменить на количество из пункта 8

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

gmx grompp -f em -p dna -c dna_s -o dna_s
gmmx genion -s dna_s -o dna_si -p dna -np X

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

  1. Проведём "утряску" воды: 

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

  1. Переформатируйте dna_pr.gro и dna_si.gro в pdb формат. И сравните визуально в PyMol изменеия в системах. Занесите наблюдения в отчёт.

  2. Копируем файлы, не забывайте заменить Ivanov на Вашу директорию: 

cd ..
scp -r ./Ivanov lom:_scratch/fbb/
  1. Запускаем тестовое моделирование на суперкомпьтере. 

ssh lom
module load gromacs/2020.3-gcc-gpu  openmpi/1.8.4-gcc
cd _scratch/lom/Ivanov
cp /home/golovin/progs/gromacs-2016.3/share/top/residuetypes.dat .
cp -r /home/golovin/progs/gromacs-2016.3/share/top/amber99sb.ff/ .
gmx grompp -f md -c dna_pr -p dna -o dna_md -maxwarn 1
sbatch -N1 --ntasks-per-node=1 -e error.log -o output.log -t 5 -p test ompi /opt/ccoe/gromacs-2020.3-gcc-cuda/bin/gmx mdrun -deffnm dna_md -v

Запишите номер Вашей задачи. Просмотреть ход счёта можно в файле mdrun_mpi.out-.... 

less slurm....
Нажмите shift+. для перехода в конец файла.

Если файл не содержит ошибок, то переходим дальше:

  1. Запускаем основное моделирование на суперкомпьтере. 

sbatch -N1 --ntasks-per-node=1 -e error-gpu.log -o output.log -t 350 -p gpu /opt/ccoe/gromacs-2020.3-gcc-cuda/bin/gmx mdrun -testverlet -deffnm  dna_md -v

Запишите номер Вашей задачи.

Ориентировочное время счёта 10 часов.