Gromacs教程IIMD结果分析-

1、Gromacs教程II （MD结果分析）-全球中文课程（二）:结果分析海怀素衣9MD结果分析模拟完成后，可对数据进行分析分析包括三个阶段首先， 有必要检查 模拟的质量。如果检查结果表明模拟是好的，那么模拟可以用来回答 所研究的问题。最后，可以组合不同的模拟结果注意:文件名应该反映文件的内容，它根据您的模拟系统而变化。让 我们假设使用默认文件名，然后将生成以下文件：?topol.tpr:模拟开始时包含完整系统描述的输入文件； Confout.gro:健 壮的结构，包括最后一步的坐标和速度；Traj.trr:所有精确轨迹，包括 位置、速度和时变力traj.xtc:压缩轨迹文件，仅包含低精度（0.0

2、01 nm注标信息；Ener.edr: 一段时间内的能量数据 md.log:模拟过程日志注:许多分析工具都可以生成。xvg文件这些文件可以通过 xmgr或 xmgrace查看，也可以通过 python脚本xvg2ascii.py在终端上显示 每个小组写一份报告。对于一般问题，报告中应给出一个答案。每个 模拟的具体问题应该是go在开始分析之前，确保模拟正确完成。导 致仿真中断的原因有很多，特别是与力场和系统的平衡不充分引起的 问题。要检查模拟是否正确完成，请运行 gmxcheck程序：gmx check-ft Raj . xtc,查看模拟是否执行了 10纳秒。=、=轨迹文件中有多少帧，时间分辨率

3、是多少？的另一个重要信息源是日志文件在md.log文件的末尾，有模拟过程的统计数据。包括内存和 CPU的使用以及模拟时间查看日志文件的 末尾，当使用“lesST令时，可以使用“G（sh-G）命令跳到文件的末 尾=Q=实时模拟运行了多长时间（小时），模拟速度是多少（ns/天），需 要多少年才能达到一秒？ （T ）=q=在大多数计算中，对势能的贡献是什么？不要害怕使用Gromacs在线手册，这是 在groumacs邮件列表中搜 索”的有趣部分，甚至可以使用谷歌来获得关于 groumacs使用的术语 的信息。尽管许多分析可以归因于从跟踪文件中提取图像，但是 MD 必须首先注意系统的运动看一下跟踪文件

4、首先查看gromacs提供的查看器ngmx。虽然该软件不如其他查看器 那样完美和直观，但它可以根据拓扑文件信息绘制关键点。其他查看者可能暗示远程键，这可能导致这些键被认为太长而不能绘制，或者 可能在非常接近的原子之间绘制键。这是分析模拟结果的常见误差 源。使用ngmx加载拓扑和跟踪文件：ngmx-stop ol . TPR-ft Raj . xtc查看程序菜单并尝试不同的选项。播放动画查看过程由右侧的选项控 制。右键单击或左键单击以选择选项来更改视图=Q=如果蛋白质扩散到盒子的边界，会发生什么？为了视觉美感，我们将从跟踪文件中提取1000帧（-dt 10）并忽略水分 子（当软件要求时，选择蛋白

5、质）此外，我们将忽略边界交叉，形成一 个连续的轨迹（-pbc跳）为了做到这一点，我们使用了瑞士军刀状的工具trjconv,它有1001个选项组合。我们用它来写一个多模型的pdb文件，可以在Pymol中查看trjconv-stopol . TPR-ftr aj . xtc-oprotein . pdb-pbcnojump-dt 10提取Pymol中的跟踪文件:pymol protein.pdb加载所有帧后，播放动画当 Mlay动画播放时，其他控制键仍在运行，鼠标可用于旋转、放大或缩小图像或改变分子外观。光谱显示细胞如果你是对的，你现在可以看到蛋白质扩散，翻转和跳跃。但是我们对内部运动比对整体行为

6、更感兴趣。在Pymol中，您可以使用命令intra_fit将所有其他帧与第一帧对齐然后，您可以使用定位工具来设 置蛋白质中心：intra _ fit蛋白质和（名称c, n, ca） orient现在，所有的框架都应该对齐，您可以看到蛋白质的哪个部分移动得 更强这些差异将在后面进行定量分析。当然，蛋白质在卡通模式下看起来更舒服。试试这个命令：显示卡通。因为中没有二级结构信息。pdb文件中，你可能会看到碳骨架是 一根粗管子，但你看不到正确的二级结构。Pymol可以自动计算蛋白质的二级结构，但只有一个框架被计算并映射到其他框架。例如，以 下命令可以计算第一帧的二级结构:dss通过设置状态，可以更改用

7、于计算的帧:dss state=1000最后，可以同时查看所有帧，并且可以检查蛋白质的柔性和刚性部分。设置 all_states=1请随意练习Pymol的用法。尝试扩大柔性或刚性区域，并检查侧链 构象。使用 光线”和“pn彝制作图像并不重要，即使它会浪费一些 CPU时间。但是请记住，如果图像太复杂，可能会导致pymol的插件ray-tracer崩溃。在这种情况下，您可以直接使用“pngft屏幕上获取图像以下部分，直到 质量保证”，是可选的，最好先完成其他部分。如果你有足够的时间做这个教程，或者如果你已经完成了之前的家庭 作业，那就拍一部好电影。你可能会注意到这些轨道有很多噪声，这 是热噪声和正

8、常噪声。但这将对已经制作的电影产生影响。 我们可以 屏蔽这些高频运动，只留下低速平稳的整体运动。为了实现这个目标， 使用g_filter程序：g _ filter-stopol . TPR-ftraj . xtc-olfiltered . pdb-fit-nf 5现在，将跟踪文件注入Pymol计算并显示二级结构（dss）,显示卡通骨 架上的侧链（隐藏线，而不是（名称c, n, o）被隐藏，蛋白质被着色， 然后定向分子设置好视角。现在正在制作电影：视窗640, 480setray _ trace _ frames 1mpngframe,png现在退出Pymol（退出）并显示文件路径如你所见，文档

9、的数量要多得 多，包括1000张图片。以每秒30帧的速度，将会产生一部30秒的 电影。下载 mpeg_encodel序和参数文件 movie.param,并使用它生 成具有单帧图像的 电影（您可能需要 编辑参数文件来 更改文件 名）:mpeg_encode movie.param质量确认在初始轨道图像检查之后，应彻底检查模拟的质量。质量检查包括 热力学参数的收敛，如温度、压力、势能和动能。更一般地说，质量 保证试图评估（模拟）是否达到平衡状态。还需要检查结构的收敛性， 用初始结构和平均结构的均方差（RMSD）来表示。随后，还必须检查 相邻周期性图像之间是否存在交互，因为这将导致非物理效应。最后

10、, 质量保证检查包括原子的均方偏差，可与晶体学数据b因子进行比较 能量会聚我们首先从能量文件中提取一些热力学数据研究以下特性：温度、压 力、势能、动能、单位盒子体积、密度和盒子大小这些属性中的大多 数已经在系统准备步骤中进行了检查。用工具g_energy进行能量分析程序读出能量文件，即扩展名为的文件。模拟过程中生成的 edrg_energy程序将询问需要提取哪些参数，并生成图像。输入以下 命令：g _ Ener-Ener edr-o 温度。xvg该命令将生成一个能量及其参数的列表，存储在。edr能源文件本教程的能量文件可能包含68个参数，每个参数都可以提取和绘制图像。 前九个对应力场中的不同能

11、量。还应该注意的是，蛋白质和非蛋白质 参数及其相互作用从第47页开始列出。要提取温度，请输入0（Gromacs版本4.0.5）并输入使用xmgrace程序查看图片，了解温度 如何在指定温度(300 K)附近波动系统的热容量也可以通过波动来计 算。热容量在g _能量输出文彳的末尾。xvg=Q=平均温度是多少，系统的热容量是多少？(T)可以通过调用能量参数名自动运行能量文件使用“ech和管道命令()实现数据从一个程序到另一个程序的传输，g_energy可以自动响应 为了提取多个参数，每个参数分为复制并粘贴，或输入以下命令行来 提取其他参数不幸的是，能量参数必须用数字表示Echo 15 0 | g _ ener-f ener . edr-o pressure . xvgEcho-e Echo 200 | g _ ener-feener . edr-ovevolume . xvg Echo 210 | g _ ener-feener . edr-Odense . xvg逐一查看这些文件以查看值的收敛性。如果数值没有收敛， 则表明模拟没有达到平衡，进一步的分析需要延迟。止匕外，接近平衡 的数据不能用于分析。在这里，为了