Task8b
Version 1 (Andrey Golovin, 29.11.2023 15:38) → Version 2/3 (Andrey Golovin, 29.11.2023 15:39)
h2. Практическое занятие по "bias methods" в молекулярной динамике.
Цель данного занятия ознакомится с возможностями моделирования молекулярной динамики и её модификациями.
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.
----
h3. Общие положения
"Подсказки":http://kodomo.fbb.msu.ru/FBB/year_08/term3/unix.html по использованию оболочки bash в Linux.
*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 использованы 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:
<pre>
gmx editconf -f my.gro -o my.pdb
</pre>
* solvate - наполнение ячейки растворителем.Пример:
<pre>
gmx solvate -cp my.gro -cs mysolvent.gro -p my.top -o my_solvated.gro
</pre>
* genion - утилита для замены n молекул растворителя на ионы.
<pre>
gmx genion -s my.tpr -np 10 -p my.top -o my_ions.gro
-np это добавить 10 положительно заряженных ионов
или прочитайте про флажки -conc -neutral
</pre>
* gmx grompp - объединение и проверка gro, top и mdp в tpr.
<pre>
grompp -f my.mdp -c my.gro -p my.top
</pre>
* mdrun - молекулярно-механический движок. На входе принимает tpr файл.
<pre>
gmx mdrun -deffnm my.tpr
здесь параметр -deffnm означает, что выходные файлы будут называться как и входной файл, только с другими расщирениями
</pre>
h3. Объекты для практикума
На этом занятии Вам предлагается 2 различные систем для моделирования. Перейдите по ссылке для подробных инструкций по выполнению каждого задания.
> Внимание выполнить надо только одно задание на Ваш выбор
> Пример запуска Gromacs в Google Colab https://colab.research.google.com/drive/1hb7pt6SCQQCceOR4rIfLny2lGoIJx4s1#scrollTo=rDSEu85QW2xr
* [[af2cv|Моделирование "Моделирование образования структуры минибелка]] минибелка":[[af2cv]]
* [[awh|Расчёт "Расчёт разницы свободной энергии сольватации между этанолом и этантиолом.]] этантиолом." [[awh]]
h3. Анализ результатов
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.
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 : 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:
* [[BilAnalysiss|Анализ результатов моделирование самосборки липидного бислоя ]]
* [[A2bAnalysis|Анализ результатов моделирование перехода А-формы ДНК в В-форму в воде]]
* [[DnaMelAnalysis|Анализ результатов плавления ДНК в формамиде ]]
* [[PepMelAnalysis|Анализ результатов плавления пептида в формамиде ]]
Любой анализ начинают с визуального анализа движений молекул.
h3. Пдсказака про Nglview и файлы Gromacs
Сначала импорт модулей
<pre><code class="python">
import nglview
import mdtraj
</code></pre>
Создадим объект для траектории
<pre><code class="python">
md = mdtraj.load('b_pr.xtc', top='b_s.pdb')
</code></pre>
Создадим объект nglview
<pre><code class="python">
n = nglview.show_mdtraj(md)
n.clear_representations()
n.add_representation(repr_type='licorice')
</code></pre>
И посмотрим анимацию
<pre>
n
</pre>
Цель данного занятия ознакомится с возможностями моделирования молекулярной динамики и её модификациями.
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.
----
h3. Общие положения
"Подсказки":http://kodomo.fbb.msu.ru/FBB/year_08/term3/unix.html по использованию оболочки bash в Linux.
*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 использованы 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:
<pre>
gmx editconf -f my.gro -o my.pdb
</pre>
* solvate - наполнение ячейки растворителем.Пример:
<pre>
gmx solvate -cp my.gro -cs mysolvent.gro -p my.top -o my_solvated.gro
</pre>
* genion - утилита для замены n молекул растворителя на ионы.
<pre>
gmx genion -s my.tpr -np 10 -p my.top -o my_ions.gro
-np это добавить 10 положительно заряженных ионов
или прочитайте про флажки -conc -neutral
</pre>
* gmx grompp - объединение и проверка gro, top и mdp в tpr.
<pre>
grompp -f my.mdp -c my.gro -p my.top
</pre>
* mdrun - молекулярно-механический движок. На входе принимает tpr файл.
<pre>
gmx mdrun -deffnm my.tpr
здесь параметр -deffnm означает, что выходные файлы будут называться как и входной файл, только с другими расщирениями
</pre>
h3. Объекты для практикума
На этом занятии Вам предлагается 2 различные систем для моделирования. Перейдите по ссылке для подробных инструкций по выполнению каждого задания.
> Внимание выполнить надо только одно задание на Ваш выбор
> Пример запуска Gromacs в Google Colab https://colab.research.google.com/drive/1hb7pt6SCQQCceOR4rIfLny2lGoIJx4s1#scrollTo=rDSEu85QW2xr
* [[af2cv|Моделирование "Моделирование образования структуры минибелка]] минибелка":[[af2cv]]
* [[awh|Расчёт "Расчёт разницы свободной энергии сольватации между этанолом и этантиолом.]] этантиолом." [[awh]]
h3. Анализ результатов
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.
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 : 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:
* [[BilAnalysiss|Анализ результатов моделирование самосборки липидного бислоя ]]
* [[A2bAnalysis|Анализ результатов моделирование перехода А-формы ДНК в В-форму в воде]]
* [[DnaMelAnalysis|Анализ результатов плавления ДНК в формамиде ]]
* [[PepMelAnalysis|Анализ результатов плавления пептида в формамиде ]]
Любой анализ начинают с визуального анализа движений молекул.
h3. Пдсказака про Nglview и файлы Gromacs
Сначала импорт модулей
<pre><code class="python">
import nglview
import mdtraj
</code></pre>
Создадим объект для траектории
<pre><code class="python">
md = mdtraj.load('b_pr.xtc', top='b_s.pdb')
</code></pre>
Создадим объект nglview
<pre><code class="python">
n = nglview.show_mdtraj(md)
n.clear_representations()
n.add_representation(repr_type='licorice')
</code></pre>
И посмотрим анимацию
<pre>
n
</pre>