Изучение работы методов контроля температуры в GROMACS

1

Сначала были подготовлены файл координат и файл топологии. С помощью gro файла с 38 молекулами этана из прошлого занятия создадим индекс файл с группой из одной молекулы этана:

make_ndx -f box_38.gro -o 1.ndx > r 1

После этого был создан gro файл с одной молекулой и задана ячейка.

editconf -f box_38.gro -o et1.gro -n 1.ndx
editconf -f et1.gro -o et.gro -d 2 -c

В файле с топологией было исправлено количество молекул.

2

Были даны пять файлов с разными параметрами контроля температуры:

3..5

Для каждого файла были построены входные файлы для молекулярно-динамического движка mdrun с помощью grompp, для каждого из полученных tpr файлов запущен mdrun, результат переконвертирован в pdb и с помощью g_energy получена информация о потенциальной энергии связи и кинетической энергии каждой из пяти систем. Это было проделано при помощи скрипта:

#!/bin/bashRR=( 'be' 'vr' 'nh' 'an' 'sd')
for ((a=0; a<${#ARR[@]}; a++)); do
    i=${ARR[$a]}
    grompp -f ${i}.mdp -c et.gro -p et.top -o et_${i}.tpr
    mdrun -deffnm et_${i} -v -nt 1
    trjconv -f et_${i}.trr -s et_${i}.tpr -o et_${i}.pdb
    g_energy -f et_${i}.edr -o et_${i}_en.xvg
done

По полученным pdb-файлам можно сделать некоторые предварительные выводы о примененных параметрах контроля температуры. В методе Берендсена вначале видно вращение молекулы вдоль С-С связи (с сохранением конформации) и колебания связей, потом же она начинает вращаться сильнее и уже во всех направлениях. При использовании "Velocity rescale" тоже видны амплитудные колебания и вращение по связи, потом тоже возникает вращение в других направлениях, но не такое сильное. В методе Нуза-Хувера наблаются колебания и вращение практически только по С-С связи, причем молекула меняет свою конформацию. В случае метода Андренсена подвижность молекулы наименьшая: видны только несильные колебания, а вращения нет совсем. И, наконец, в методе стохастической молекулярной динамики молекула, напротив, очень подвижна, меняет свое положение в пространстве очень быстро. При этом она часто меняет свою конформацию.

6..7

Для того, чтобы изучить распределение длины связи С-С за время моделирования, был создан индекс файл с одной связью и запущена g_bond, для его в скрипте была дописана строчка:

g_bond -f et_${i}.trr -s et_${i}.tpr -o bond_${i}.xvg -n b.ndx

С помощью gnuplot были построены графики изменения потенциальной энергии связи и кинетической энергии для каждого из файлов с параметрами контроля температуры, а также распределение длины С-С связи:

Изучение методов контроля температуры в GROMACS

1

2

3..5

6..7