Молекулярная динамика биологических молекул в GROMACS

На основе одного липида созадим ячейку с 64 липидами и преобразуем файлы в pdb:

genconf -f dppc.gro -o b_64.gro -nbox 4 4 4
editconf -f dppc.gro -o dppc.pdb
editconf -f b_64.gro -o b_64.pdb

Посмотрим результаты в Pymol:

In [1]: 
from xmlrpclib import ServerProxy
from IPython.display import Image
import time

cmd = ServerProxy(uri="http://localhost:9123/RPC2")

cmd.bg_color('white')
Dir = '/Users/aleksandrabezmenova/Documents/fbb/term8/Golovin/Pr8/'

ImPath = '/tmp/pymolpng.png'
def MakeImage():
    cmd.ray(500,400)
    cmd.png(ImPath)
    time.sleep(2)
    
def focus(sele):
    cmd.center(sele)
    cmd.zoom(sele)
In [2]: 
# DPPC, один липид
MakeImage()
Image(ImPath)
Out[2]:
In [4]: 
# b_64, 64 упорядоченно расположенных липидов
MakeImage()
Image(ImPath)
Out[4]:

В файле b.top установим правильное количество липидов в системе (DPPC 64).

Сделаем небольшой отступ в ячейке от липидов, что бы добавить примерно 2500 молекул воды.

editconf -f b_64.gro -o b_ec -d 0.5

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

grompp -f em -c b_ec -p b -o b_em -maxwarn 2
mdrun -deffnm b_em -v

Начальное значение максимальной силы: 4.37970e+05, конечное: 6.16887e+02. Добавим в ячейку молекулы воды типа spc.

genbox -cp b_em -p b -cs spc216 -o b_s

Проведём "утряску" воды:

### Предотвращение взрыва системы ###
grompp -f em -c b_s -p b -o b_empr -maxwarn 1
mdrun -deffnm b_empr -v
######
grompp -f pr -c b_empr -p b -o b_pr -maxwarn 1
mdrun -deffnm b_pr -v

Переформатируем b_pr.gro и b_s.gro в pdb, посмотрим в Pymol.

editconf -f b_pr.gro -o b_pr.pdb
editconf -f b_s.gro -o b_s.pdb
In [7]: 
# b_s.pdb, только что добавленная упорядоченная вода
MakeImage()
Image(ImPath)
Out[7]:
In [8]: 
# b_pr.pdb, менее упорядоченная вода
MakeImage()
Image(ImPath)
Out[8]:

Запустим тестовое моделирование на суперкомпьтере.

cp /home/users/golovin/progs/share/gromacs/top/residuetypes.dat .
grompp -f md -c b_pr -p b -o b_md -maxwarn 1
sbatch -n 4 -e error.log -o output.log -t 15 -p test impi /mnt/msu/users/fbbstudent/gmx-4.6.7-intel-impi-mkl-single/bin/mdrun_mpi -deffnm b_md -v

Файл mdrun_mpi.out не содержит ошибок. Запустим основное моделирование:

sbatch -N1 --ntasks-per-node=2 -e error-gpu.log -o output.log -t 350 -p gpu impi /opt/ccoe/gromacs-5.0.4/build/bin/gmx_mpi mdrun -testverlet -deffnm  b_md -v

(ничего не запустилось :(()