Nano

Version 3 (Andrey Golovin, 19.04.2013 19:54)

1 1 Andrey Golovin
h1. Практические занятия для курсов по Моделированию нано- и биоструктур
2 1 Andrey Golovin
3 1 Andrey Golovin
4 1 Andrey Golovin
h3. Упоров И.В., Головин А.В.
5 1 Andrey Golovin
6 1 Andrey Golovin
7 1 Andrey Golovin
8 1 Andrey Golovin
h2.  Презентации к лекциям
9 1 Andrey Golovin
10 1 Andrey Golovin
   * [[%ATTACHURL%/l1.pdf][ Лекция 1]]
11 1 Andrey Golovin
12 1 Andrey Golovin
   * [[%ATTACHURL%/l2.pdf][ Лекция 2]]
13 1 Andrey Golovin
14 1 Andrey Golovin
h2.  Практическое занятие по молекулярной динамике в курсе моделирования нано- и биоструктур 
15 1 Andrey Golovin
16 1 Andrey Golovin
17 1 Andrey Golovin
Цель данного занятия ознакомится с возможностями моделирования молекулярной динамики. 
18 1 Andrey Golovin
19 2 Andrey Golovin
В этом занятии мы будем рользоваться пакетом молекулярной динамики "Gromacs":http://www.gromacs.org. Это программное обеспечение распостраняется под лицензией GPL, т.е. пользователь может скачать исходный код и свободен его изменять по своему усмотрению.
20 1 Andrey Golovin
21 1 Andrey Golovin
----
22 1 Andrey Golovin
23 1 Andrey Golovin
h3. Общие положения
24 1 Andrey Golovin
25 1 Andrey Golovin
"Подсказки":http://kodomo.fbb.msu.ru/FBB/year_08/term3/unix.html по использованию оболчки bash в Linux.
26 1 Andrey Golovin
27 1 Andrey Golovin
Вы будете работать на машине с адресом 172.16.0.140. Ваши результаты будут доступны из папки skif на диске Н:.
28 1 Andrey Golovin
29 1 Andrey Golovin
*Типы файлов:*
30 1 Andrey Golovin
31 1 Andrey Golovin
   * gro - файл с координатами системы.
32 1 Andrey Golovin
33 1 Andrey Golovin
   * top - файл с описанием ковалентных  и нековалентных взаимодействий в молекулах.
34 1 Andrey Golovin
35 1 Andrey Golovin
   * mdp - файл с описанием параметров для работы молеклярно-механического движка.
36 1 Andrey Golovin
37 1 Andrey Golovin
   * tpr - файл для молеклярно-механического движка по сути есть объединение gro, top и mdp.
38 1 Andrey Golovin
39 1 Andrey Golovin
   * trr, xtc - файл с координатами после рассчёта.
40 1 Andrey Golovin
41 1 Andrey Golovin
----
42 1 Andrey Golovin
43 1 Andrey Golovin
*Основные программы из пакета, которые будут использованны на занятии:*
44 1 Andrey Golovin
45 1 Andrey Golovin
Программы запускаются в командной строке Linux, флаги запуска программ начинаются с -, например -f.
46 1 Andrey Golovin
Как правило после флага следует либо имя файла либо значение параметра. Смотрите примеры ниже.
47 1 Andrey Golovin
48 1 Andrey Golovin
   * editconf - манипуляция форматом координат и самими координатами. Пример:
49 1 Andrey Golovin
<pre>
50 1 Andrey Golovin
editconf -f my.gro -o my.pdb
51 1 Andrey Golovin
</pre>
52 1 Andrey Golovin
   * genbox - наполнение ячейки растворителем.Пример:
53 1 Andrey Golovin
<pre>
54 1 Andrey Golovin
genbox -cp my.gro -cs mysolvent.gro -p my.top -o my_solvated.gro
55 1 Andrey Golovin
</pre>
56 1 Andrey Golovin
   * genion - утилита для замены n молекул растворителя на ионы.
57 1 Andrey Golovin
<pre>
58 1 Andrey Golovin
genion -s my.tpr -np 10 -p my.top -o my_ions.gro 
59 1 Andrey Golovin
-np это добавить 10 положительно заряженых ионов
60 1 Andrey Golovin
</pre>
61 1 Andrey Golovin
   * grompp - объединение и проверка gro, top и mdp в tpr.
62 1 Andrey Golovin
<pre>
63 1 Andrey Golovin
grompp -f my.mdp -c my.gro -p my.top
64 1 Andrey Golovin
</pre>
65 1 Andrey Golovin
   * mdrun - молеклярно-механический движок. На входе принимает tpr файл.
66 1 Andrey Golovin
<pre>
67 1 Andrey Golovin
mdrun -deffnm my.tpr 
68 1 Andrey Golovin
здесь параметр -deffnm означает, что выходные файлы будут называться как и входной файл, только с другими расщирениями
69 1 Andrey Golovin
</pre>
70 1 Andrey Golovin
        
71 1 Andrey Golovin
72 1 Andrey Golovin
h3. Настройка соединения с суперкомпьютером Chebyshev 
73 1 Andrey Golovin
74 3 Andrey Golovin
Доступ к суперкомпьютеру возможен только по ssh ключам. 
75 3 Andrey Golovin
76 1 Andrey Golovin
Проверьте соединение:
77 1 Andrey Golovin
<pre>
78 1 Andrey Golovin
ssh skif
79 1 Andrey Golovin
</pre>
80 1 Andrey Golovin
81 1 Andrey Golovin
82 1 Andrey Golovin
h3. Объекты для практикума 
83 1 Andrey Golovin
84 1 Andrey Golovin
На этом занятии Вам предлагается 5 различных систем для моделирования. Перейдите по ссылке для подробных инструкций по выполнению каждого задания.
85 1 Andrey Golovin
86 3 Andrey Golovin
   * [[SelfAss|Моделирование самосборки липидного бислоя из случайной стартовой конформации.]]
87 1 Andrey Golovin
88 3 Andrey Golovin
   * [[DnaMelt|Моделирование поведения ДНК в формамиде.]]
89 1 Andrey Golovin
90 3 Andrey Golovin
   * [[DnaA2b|Моделирование перехода А-формы ДНК в В-форму в воде.]]
91 1 Andrey Golovin
92 3 Andrey Golovin
   * [[PepMelt|Моделирование поведения короткого пептида в формамиде.]]
93 1 Andrey Golovin
94 1 Andrey Golovin
h3. Анализ результатов
95 1 Andrey Golovin
96 1 Andrey Golovin
 *Копирование результатов и доступ к суперкомпьютеру делайте не через kodomo, а через dualopt1.cmm.msu.ru, порт 22122, пользователь stud.*
97 1 Andrey Golovin
98 1 Andrey Golovin
Пакет программ Gromacs предоставляет "много":http://www.gromacs.org/Documentation/Gromacs_Utilities инструментов для анализа траекторий и свойств динамики. Суть любого анализа сводится к пониманию специфики динамики конкретной системы. 
99 1 Andrey Golovin
100 1 Andrey Golovin
Результаты анализа выдаваемые GROMACS имеют расширение xvg ( программа GRACE), но формат самих файлов текстовой, так что построение графиков можно делать в excel. 
101 1 Andrey Golovin
102 1 Andrey Golovin
Предлагаю называть результаты анализа согласно общему шаблону: 
103 1 Andrey Golovin
   * Tool_system_param, где 
104 1 Andrey Golovin
      * Tool- это название программы которой проводили анализ
105 1 Andrey Golovin
      * sytem- это либо b (бислой) либо dna (ДНК).
106 1 Andrey Golovin
      * param- это некое дполнительное описание.
107 1 Andrey Golovin
108 1 Andrey Golovin
   * Пример :  g_rmsd_dna_1
109 1 Andrey Golovin
110 1 Andrey Golovin
Внимание ! Опции программы анализа вы можете узнать, набрав: имя_программы –h
111 1 Andrey Golovin
112 1 Andrey Golovin
Связи с тем, мы работаем с разными системами, то для каждой системы предлагается свой подход к анализу:
113 1 Andrey Golovin
114 1 Andrey Golovin
   * [[BilAnalysiss|Анализ результатов моделирование самосборки липидного бислоя ]]
115 1 Andrey Golovin
   * [[A2bAnalysis|Анализ результатов моделирование перехода А-формы ДНК в В-форму в воде]]
116 1 Andrey Golovin
   * [[DnaMelAnalysis|Анализ результатов плавления ДНК в формамиде ]]
117 1 Andrey Golovin
   * [[PepMelAnalysis|Анализ результатов плавления пептида в формамиде ]]
118 1 Andrey Golovin
119 1 Andrey Golovin
Любой анализ начинают с визуального анализа движений молекул.