TSM
Modelování molekulárních
struktur
Cvičení V
Petr Kulhánek
petr.kulhanek@ceitec.muni.cz
CEITEC - Středoevropský technologický institut, Masarykova univerzita,
Kamenice 5, 625 00 Brno NCBR - Národní centrum pro výzkum biomolekul, Masarykova univerzita,
Kotlářská 2, 611 37 Brno
Modelování molekulárních struktur
Příprava dat pro molekulovou dynamiku
Modelování molekulárních struktur
-2-
Mapa postupu, vakuum
Q
struktura (avogadro/ nemesis)
input.mol2
o
vizuální kontrola v textovém editoru
typy a náboje (antechamber)
°»tPut
Q
output.mol2
chybějící parametry (parmchk)
o
output.parmľ relax03.rst7
ekvilibrace (pequijob, protokol vacOl)
ekvilibra
ři 300
sestavení topologie a výchozích souřadnic (tleap)
o
output.parmľ output.rstľ
vizuální kontrola ve VMD
- Modelování molekulárních struktur
Mapa postupu, vakuum,...
Output.parmľ relax03.rst7
produkční dynamika 10 (sander)
Output.parmľ p rod. bt raj
vizuální kontrola ve VMD
analýza trajektorie ve VMD
Modelování molekulárních struktur
1. Stavba molekuly
• molekulu postavíme v programu avogadro/nemesis
• geometrii molekuly zoptimalizujeme (za použití silového pole MMFF94)
• optimalizovanou geometrii uložíme ve formátu mo!2 (input.mol2)
- Modelování molekulárních struktur
2. Typy, náboje a parametry FF
Typy a náboje jednotlivých atomů určíme programem antechamber (modul amber):
.   , „ jméno výstupního souboru
jméno vstupního souboru .
\      formát vstupního souboru \     formát výstupního souboru $ module add amber     ▼ \j \ iS
$ antechamber -i input.mol2 -fi mol2 -o output.mol2 -fo mol2 \
-rn CHO -nc -2 -c bcc
\
celkový náboj    metoda výpočtu nábojů
jméno residua (max .3 znaky)
pokračování na dalším řádku jméno vstupního souboru (při zápisu nezadáváme)
Chybějící parametry u^íme programem parmchk (modul amber):
$ parmchk -i output.mol2 -f mq^2 -o output.frcmod formát vstupního souboru  ^ výstupní soubor s chybějícími parametry
- Modelování molekulárních struktur
3. Sestavení topologie
Vytvoříme skript (script.in) pro program tleap. Skript popisuje jakým způsobem se sestaví finální topologie (obsahuje seznam vazeb, úhlů, dihedrálních úhlů a parametry vazebných a nevazebných interakcí) a souřadnice systému.
# načteni parametru silového pole (GAFF) source leaprc.gaff
# načteni chybějicich parametru loadamberparams output.frcmod
# načteni templatu se strukturou LIG = loadmol2 output.mol2
# uloženi topologie a souřadnic saveamberparm LIG output.parm7 output.rst7
Skript vykonáme interpretem tleap:
$ module add amber $ tleap -f script.in
projdeme celý výstup vypsaný na obrazovku, zda-li se někde nevyskytla chyba
- Modelování molekulárních struktur
4. Ekvilibrace
1. Vytvoříme samostatný adresář a zkopírujeme do něj soubory output.parm7 a output.rst7. Adresář nastavíme jako aktuální adresář.
2. V adresáři vytvoříme šablony pro ekvilibrační protokol vacOl.
$ module add dynutil $ pequi-prep vacOl
3. Otevřeme soubor pequiJob v textovém editoru a upravíme položky obsahující název topologie a souřadnic.
# input topology ------------------------------------------------------------
# file name without path,  this file has to be presented in working directory export PEQUI_TOP= " output .parmV
# input coordinates ---------------------------------------------------------
# file name without path,  this file has to be presented in working directory export PEQUI_CRD=Moutput.rst7M
4. Úlohu pequiJob zařadíme do dávkového systému.
Modelování molekulárních struktur
5. Produkční dynamika
1. Vytvoříme samostatný adresář a zkopírujeme do něj soubory output.parmľ a relax03.rst7 (výsledek z ekvilibrace). Adresář nastavíme jako aktuální adresář.
2. Do adresáře zkopírujeme obsah adresáře /home/kulhanek/Vibuch/prod-vac
3. Úlohu prodJob zařadíme do dávkového systému.
Cílem produkční dynamiky je vytvořit trajektorii, která slouží k výpočtu vlastností systému.
Výslednou trajektorii si zobrazíme v programu VMD: $ vmd -parm7 output.parm7 -netcdf prod.btraj
Modelování molekulárních struktur
5. Produkční dynamika,...
# production dynamics at 300 K
Sccntrl imin=0,
nstlim=10000000,+ dt=0 . 001,, irest=l, ntx=5,
kontrolní soubor prod.in určuje za jakých podmínek produkční dynamika probíhá
celkový počet kroků
velikost integračního kroku (v ps)
ntpr=1000, ntwx=1000, ntwr=1000, ioutfm=l,
ntf=2, ntb=0, cut=999,
ig=-l,
temp0=300.0, <• ntt=3,
gamma_ln=2.0,
ntc=2, &end
teplota v K
význam ostatních parametrů lze nalézt v manuálu programu sander
- Modelování molekulárních struktur