Virtual Structural Biology Group » Учебные курсы » Структурная биоинформатика в ВШЭ

h1.   Практическое занятие по расчёту свободной энергии 

> Цель данного занятия ознакомится с возможностями пертубации свободной энергии. 

В этом занятии мы будем пользоваться пакетом молекулярной динамики "Gromacs":http://www.gromacs.org. Это программное обеспечение распространяется под лицензией GPL, т.е. пользователь может скачать исходный код и свободен его изменять по своему усмотрению.

----

h2. Объект для практикума 

На этом занятии Вам предлагается оценить разницу в энергии сольватации между этанолом и этантиолом.

> Пример запуска Gromacs в "Google Colab":https://colab.research.google.com/drive/1hb7pt6SCQQCceOR4rIfLny2lGoIJx4s1#scrollTo=rDSEu85QW2xr

* Скачайте файлы  в рабочую директорию c помощью wget

https://gitlab.sirius-web.org/courses/molecular-simulation/-/raw/master/pracs/p7/awh.mdp

https://gitlab.sirius-web.org/courses/molecular-simulation/-/raw/master/pracs/p7/em.mdp

https://gitlab.sirius-web.org/courses/molecular-simulation/-/raw/master/pracs/p7/eq.mdp

https://gitlab.sirius-web.org/courses/molecular-simulation/-/raw/master/pracs/p7/ethanol.gro

https://gitlab.sirius-web.org/courses/molecular-simulation/-/raw/master/pracs/p7/topol.gro

* Создадим ячейку с этанолом 

<pre><code class="bash">

gmx editconf -f ethanol.gro -o box.gro -bt dodecahedron -d 1.2

</code></pre>

* Добавим воду

<pre><code class="bash">

gmx solvate -cp box.gro -cs -o solvated.gro -p topol.top

</code></pre>

* Проведем оптимизацию системы

<pre><code class="bash">

gmx grompp -f em -c solvated -p  -o em -maxwarn 1

gmx mdrun -deffnm em -v -nt 1

</code></pre>

* Проведём "утряску воды":

<pre><code class="bash">

gmx grompp -f equil.mdp -c em.gro -o equil.tpr

gmx mdrun -deffnm equil -v -nt 1

</code></pre>

* Основной запуск

<pre><code class="bash">

gmx grompp -f fep_awh.mdp -c equil.gro -o fep_awh.tpr

gmx mdrun -deffnm fep_awh -v 

</code></pre>

* Анализ

<pre><code class="bash">

mkdir -p awh-data

gmx awh -quiet -s fep_awh.tpr -more -f fep_awh.edr -o awh-data/awh.xvg

</code></pre>

* Постройте изменение свободной энергии в точке 800 ps, это файл awh-data/awh_t1000.xvg

<pre><code class="python">

import matplotlib.pyplot as plt

import numpy as np

np.loadtxt(file, comments=['#', ..... 

</code></pre>

* Постройте сходимость энергии во времени

* Оцените изменение friction.  Почитайте https://manual.gromacs.org/current/reference-manual/special/awh.html и сформулируйте на что надо обратить внимание.