« Previous - Version 2/18 (diff) - Next » - Current version
Andrey Golovin, 26.03.2013 11:32


Практические занятия для курсов по Моделированию нано- и биоструктур

Упоров И.В., Головин А.В.

Презентации к лекциям

  • [[%ATTACHURL%/l1.pdf][ Лекция 1]]
  • [[%ATTACHURL%/l2.pdf][ Лекция 2]]

Практическое занятие по молекулярной динамике в курсе моделирования нано- и биоструктур

Цель данного занятия ознакомится с возможностями моделирования молекулярной динамики.

В этом занятии мы будем рользоваться пакетом молекулярной динамики Gromacs. Это программное обеспечение распостраняется под лицензией GPL, т.е. пользователь может скачать исходный код и свободен его изменять по своему усмотрению.


Общие положения

Подсказки по использованию оболчки bash в Linux.

Вы будете работать на машине с адресом 172.16.0.140. Ваши результаты будут доступны из папки skif на диске Н:.

Типы файлов:

  • gro - файл с координатами системы.
  • top - файл с описанием ковалентных и нековалентных взаимодействий в молекулах.
  • mdp - файл с описанием параметров для работы молеклярно-механического движка.
  • tpr - файл для молеклярно-механического движка по сути есть объединение gro, top и mdp.
  • trr, xtc - файл с координатами после рассчёта.


Основные программы из пакета, которые будут использованны на занятии:

Программы запускаются в командной строке Linux, флаги запуска программ начинаются с -, например -f.
Как правило после флага следует либо имя файла либо значение параметра. Смотрите примеры ниже.

  • editconf - манипуляция форматом координат и самими координатами. Пример:
    editconf -f my.gro -o my.pdb
    
  • genbox - наполнение ячейки растворителем.Пример:
    genbox -cp my.gro -cs mysolvent.gro -p my.top -o my_solvated.gro
    
  • genion - утилита для замены n молекул растворителя на ионы.
    genion -s my.tpr -np 10 -p my.top -o my_ions.gro 
    -np это добавить 10 положительно заряженых ионов
    
  • grompp - объединение и проверка gro, top и mdp в tpr.
    grompp -f my.mdp -c my.gro -p my.top
    
  • mdrun - молеклярно-механический движок. На входе принимает tpr файл.
    mdrun -deffnm my.tpr 
    здесь параметр -deffnm означает, что выходные файлы будут называться как и входной файл, только с другими расщирениями
    

Настройка соединения с суперкомпьютером Chebyshev

Доступ к суперкомпьютеру возможен только по ssh ключам. Скопируйте и настройте их использование:

rm ~/.ssh
mkdir ~/.ssh
cp /home/preps/golovin/skif/nano-prac ~/.ssh
cat /home/preps/golovin/skif/config_nano >> ~/.ssh/config
chmod 600 ~/.ssh/nano-prac

Проверьте соединение:
ssh skif

Объекты для практикума

На этом занятии Вам предлагается 5 различных систем для моделирования. Перейдите по ссылке для подробных инструкций по выполнению каждого задания.

Анализ результатов

Копирование результатов и доступ к суперкомпьютеру делайте не через kodomo, а через dualopt1.cmm.msu.ru, порт 22122, пользователь stud.

Пакет программ Gromacs предоставляет много инструментов для анализа траекторий и свойств динамики. Суть любого анализа сводится к пониманию специфики динамики конкретной системы.

Результаты анализа выдаваемые GROMACS имеют расширение xvg ( программа GRACE), но формат самих файлов текстовой, так что построение графиков можно делать в excel.

Предлагаю называть результаты анализа согласно общему шаблону: * Tool_system_param, где * Tool- это название программы которой проводили анализ * sytem- это либо b (бислой) либо dna (ДНК). * param- это некое дполнительное описание.

  • Пример : g_rmsd_dna_1

Внимание ! Опции программы анализа вы можете узнать, набрав: имя_программы –h

Связи с тем, мы работаем с разными системами, то для каждой системы предлагается свой подход к анализу:

Любой анализ начинают с визуального анализа движений молекул.

l6.pdf (4.39 MB) Andrey Golovin, 22.03.2014 12:15