Gromacs教程II-MD结果分析.pdf

Gromacs中文教程（II）:结果分析淮海一粟MD结果分析模拟结束后，就可以分析数据了。分析包括三个阶段。首先，有必要对模拟的质量进行检查，如果检查结果表明模拟良好，那么就可利用该模拟对所研究的问题作出回答；最后，不同的模拟结果可以合并。注：文件名应该反映文件内容，这根据你的模拟系统不同而不同。这里我们假定使用默认文件名，那么就会产生以下文件：*topol.tpr模拟开始时包含完整系统描述的输入文件；:・confout.gro:结构稳健，包含最后一步的坐标和速度；*Maj.trr全部精确轨迹，包括位置、速度和随时间:变化的力*Maj.xtc压缩:的轨迹文件，只包含低精度（0.001nm）的坐标信息;*ener.edr随时间:变化的有关能量数据*md.log:模拟过程的日志附注：许多分析工具都能生成.xvg文件。这些文件能用xmgr或xmgrace查看，也可用python脚本程序xvg2ascii.py在终端显示出来。先检查一下结果在开始分析前，要确定模拟是否正确地完成。有很多原因会导致模拟中断，尤其是与力场和系统平衡不充分引起的问题。为了检查模拟是否正确完成，运行gmxcheck程序：看看是否执行了10纳秒的模拟==Q==Howmanyframesareinthetrajectoryfileandwhatisthetimeresolution?(T)另一个重要的信息源是日志文件。在文件md.log的末尾有模拟过程的统计数据；包括内存和CPU的使用情况和模拟时间。看看日志文件的末尾，使用'less'命令时，你可以用’G'(shift-g)命令，跳到文件末尾。==Q==Howlongdidthesimulationruninrealtime(hours),whatwasthesimulationspeed(ns/day)andhowmanyyearswouldthesimulationtaketoreachasecond?(T)==Q==Whichcontributiontothepotentialenergyaccountsformostofthecalculations?结果可视化好玩的环节开始了。虽然很多分析都能归结为从轨迹文件中提取图像，MD当然首先要关注系统的移动。来看看轨迹文件。首先用gromacs提供的查看器ngmx来看看。虽然该软件的完善程度和视觉效果不及其他查看器，但它能够在拓扑文件信息的基础上画出键。其他查看器可能隐含远程键，这可能导致这些键被认为太长而不画出，或者会在非常接近的原子之间画出键。这是对模拟结果分析的一个常见错误源。使用ngmx载入拓扑和轨迹文件：看看程序菜单，试试不同的选项。播放动画。观看过程通过右边的选项控制右击或左击选择选项来改变查看。==Q==Whathappensiftheproteindiffusesovertheboundaryofthebox?为了视觉美观，我们将从轨迹文件中提取1000帧(-dt10)并忽略水分子(当软件询问时，选择Protein)。而且，我们还将忽略边界的跨越，作出连续轨迹(-pbcnojump)。为了做这些工作，我们使用瑞士军刀般的gromacs工具trjconv，该工具有1001个选项组合。我们用它写出一个多模型的pdb文件，从而能在Pymol中观看。在Pymol中提取轨迹文件:当所有的帧装入完毕，播放动画动画播放时，其他控制键仍在运行，可以用鼠标旋转、放大或缩小图像，也可以改变分子外观。如果没错的话，你现在能看到蛋白质扩散、翻转跳跃。但我们对内部运动更感兴趣，而不是总体行为。在Pymol中，你能使用命令intra_fit将其他所有帧与第一帧对齐。随后，你可以用定向工具设定蛋白质中心：现在，所有的帧应该都对齐了，你可以看到蛋白质的哪一部分移动得更厉害这些差异将在以后定量分析。当然，在cartoon模式下，蛋白质看起来更舒服，试试这个命令:因为.pdb文件里面没有二级结构信息，你可能会看到碳骨架是个粗管状,而看不到正确的二级结构。Pymol可以自动计算蛋白质的二级结构，但只计算一帧，并将其映射到其它的帧。例如，下述命令可以计算第一帧的二级结构：通过设定状态，用于计算的帧可以改变:最后，同时查看所有帧并检查蛋白质的柔性和刚性部分。请随便练习Pymol的使用。试试放大柔性或刚性区域，并检查侧链构象。使用'ray'和’png'制作一份图像，即使浪费点CPU时间也不要紧。但记住，如果图像太复杂，可能会导致pymol的插件ray-tracer崩溃，这种情况下，你可以直接用'png'得到屏幕上的图像。如果你有足够机时做此教程，或者你已经做完了前面的功课，那就来做个不错的电影吧。你可能注意到，这些轨迹噪音非常多，那是热噪音，是正常的；但是对于制作好的电影会有影响。我们可以