Molecular dynamics (GROMACS)

Молекулярная динамика биологических молекул в GROMACS

Настройка соединения

Прежде всего был настроен доступ к суперкомпьютеру:

rm ~/.ssh

mkdir ~/.ssh

cp /home/preps/golovin/skif/* ~/.ssh

cat /home/preps/golovin/skif/config >> ~/.ssh/config

chmod 600 ~/.ssh/chemprac

Моделирование самосборки липидного бислоя

При выполнении задания использовались данные 7 файлов с координатами, топологией и рядом параметров. Сначала на основе одного липида была создана ячейка с 64 липидами:

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

С помощью editconf файлы dppc.gro и b_64.gro были преобразованы в pdb:

editconf -f name.gro -o name.pdb

Полученные файлы: dppc.pdb - молекула липида, b_64.pdb - кубическая ячейка из 64 молекул. Их визуализация представлена на рис. 1 и 2, соответственно.

Рис. 1.

Рис. 2.

В текстовом редакторе в файле b.top было установлено количество липидов в системе (64). Чтобы добавить примерно 2500 молекул воды, сделан небольшой отступ в ячейке от липидов:

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

Далее проведена оптимизация 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 выводе программы была найдена информация о изменение максимальной силы в ходе оптимизации геометрии. Начальное конечное значение максимальной силы: 4.37970e+05. Конечное значение: 6.16887e+0. Вывод также содержал:

Steepest Descents converged to machine precision in 52 steps,
but did not reach the requested Fmax < 1.
Potential Energy  =  3.2059077e+03
Maximum force     =  6.1937860e+02 on atom 915
Norm of force     =  1.7839124e+02

После в ячейку добавлены молекулы воды типа spc:

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

Проведена "утряска" воды:

grompp -f pr -c b_s -p b -o b_pr -maxwarn 1

mdrun -deffnm b_pr -v

Наблюдался взрыв системы, поэтому:

grompp -f pr -c b_empr -p b -o b_pr -maxwarn 1

mdrun -deffnm b_pr -v

Файлы b_pr.gro и b_s.gro переформатированы в b_pr.pdb (все та же ячейка, но теперь и с молекулами воды) и b_s.pdb (гораздо менее упорядоченные молекулы липида).

Копирование файлов:

cd ..

scp -r ./eugeniaprokhorova skif:_scratch/fbb

Тестовое моделирования было запущено на суперкомпьтере. Номер задачи - 1047897. Ошибок не было обнаружено, поэтому было запущено основное моделирование. Номер задачи - 1047899.