На основе одного липида (координаты) была создана ячейка с 64 липидами:
genconf -f dppc.gro -o b_64.gro -nbox 4 4 4В файле b.top было установлена правильное число липидов в молекуле (64).
Сделали небольшой отступ в ячейке от липидов, чтобы добавить примерно 2500 молекул воды.
editconf -f b_64.gro -o b_ec -d 0.5Была проведена оптимизация геометрии системы:
grompp -f em -c b_ec -p b -o b_em -maxwarn 2 mdrun -deffnm b_em -vНачальное значение максимальной силы - 4.3+05, после оптимизации - 6.2e+02
В ячейку были добавлены молекулы воды и произведена их утряска:
genbox -cp b_em -p b -cs spc216 -o b_s grompp -f pr -c b_s -p b -o b_pr -maxwarn 1 mdrun -deffnm b_pr -vДалее файлы были скопированы на суперкомпьютер и было запущено моделирование:
mpirun -np 16 -maxtime 1200 /home/golovin/progs/bin/mdrun_mpi -deffnm b_md -vСиловое поле используемое при построении топологии топологии - ffgmx
Размер ячейки - 54.604 36.432 49.792
Минимизация энергии:
Алгоритм минимизации энергии - l-bfgs
Алгоритм расчёта электростатики - Cut-off
Алгоритм расчёта Ван-дер-Ваальсовых взаимодействий - Cut-off
Утряска растворителя:
Для биополимеров, укажите параметр который обуславливает неподвижность биополимера.
Число шагов - 10000
Длина шага -0.001 пс.
Алгоритм расчёта электростатики - pme
Алгоритм расчёта Ван-дер-Ваальсовых взаимодействий - Cut-off
Алгоритм термостата - Berendsen
Алгоритм баростата - нет
Основной расчёт МД:
Количество процессоров - 16
Длину траектории - 50 нс.
Число шагов - 10000000
Длина шага - 0,005 пс.
Алгоритм интегратора - md
Алгоритм расчёта электростатики - PME
Алгоритм расчёта Ван-дер-Ваальсовых взаимодействий - Cut-off
Алгоритм термостата - v-rescale
Алгоритм баростата - Berendsen
Для начала визуально оценили движение молекул.
trjconv -f b_md.xtc -s b_md.tpr -o b_pbc_2.pdb -skip 20Они не формировали правильный бислой, поэтому я использовала следующую команду:
trjconv -f b_md.xtc -s b_md.tpr -o b_pbc_2.pdb -skip 20 -pbc molБыл получен файл. На анимации на 25 кадре образовывался правильный бислой.
Далее пределили площадь, занимаемую одним липидом. Для этого получили размеры ячейки из траектории:
g_traj -f b_md.xtc -s b_md.tpr -ob box_1.xvgРазмеры ячейки содержатся в файле box_1.xvg содержатся размеры ячейки. В 2, 3 и 4 колонках указан размер ячейки (длины по каждым из осей). Зависимость площади (нормированной на один липид в слое) в квадратных нанометрах по соответствующим осям (вычисленной как произведение длин по осям, не являющимися нормалью к поверхности бислоя, (то есть по осям Y и Z) деленным на 32 (общее число молекул липида в одном слое)) представлена на графике:
Зависимость была построена в Excel.
Площадь приходящаяся на 1 молекулу липида увеличивается во время образования бислоя.
Далее пределили изменение гидрофобной и гидрофильной поверхностей в ходе самосборки:
g_sas -f b_md.xtc -s b_md.tpr -o sas_b.xvgВ результате был получен файл sas_b.xvg с данными о гидрофильной и гидрофобной поверхностях в каждый момент времени. Зависимость изменения гидрофобной
и гидрофильной поверхностей от времени:
При образовании бислоя происходит уменьшение как гидрофобной, так и гидрофильной поверхностей, что приводит к уменьшению энергии системы в водном растворе.
Традиционной мерой оценки фазового состояния бифильных молекул является мера порядка. Для анализа был получен индексный файл sn1.ndx.
Для конца траектории:
g_order -s b_md -f b_md.xtc -o ord_end.xvg -n sn1.ndx -b 25000 -d XДля начала траектории:
g_order -s b_md -f b_md.xtc -o ord_start.xvg -n sn1.ndx -e 5000 -d XГрафик с изображением меры порядка для разных атомов липида для начала траектории:
График для конца траектории:
В начале траектории меры порядка сильно колеблется из-за хаотичного движения молекул липидов. В конце траектории липиды в целом меньше колеблются, причем болеее всего колеблются хвосты.