Gromacs初学者写给初学者的心得

xiaoshijun 

来到PICB学习已经有三天了，这段时间，先学习了Linux系统，主要学习了GROMACS的简单操作。在这个过程中，分子模拟论坛帮我解决了很多很实际的难题，并且很感谢咱的SENBO哥哥（那个老是叫我小朋友的家伙）耐心和启发性的指导。现在对GROMACS有点初浅的认识，写在论坛上，大家交流。提前申明，本文只适合GROMACS初学者参考，因为我也是初学（前面不写了吗，才三天！！），初学对初学，我想会有一些很实用的信息。 GROMACS有一个很烦的东西，就是文件类型有点多（个人观点，不同意可以扔鸡蛋）。对于这个方面，在SENSENBOBO的博客中有详细的 阐述，本文将介绍喝总结一个分子初步模拟的步骤和每步的文件输入喝输出。根据我的经验，GROMACS可以用8步来进行分子的初步模拟，再强调一遍，初步模拟！ 

1. 产生模拟必须的 .gro文件 .itp文件 喝 .top文件(比如从蛋白数据库下了一个pro.pdb蛋白质结构文件） 输入为：pro.pdb 输出为：pro.gro topol.top posre.itp 命令为：pdb2gmx -f pro.pdb -water tip4p (-o pro.gro) -ter –ignh 括号中的可以不要，那么程序自动默认问conf.gro。-ter 是设定肽链末端的情况 -ignh 忽略氢原子，以免命名的问题引起的混乱。好了，ls一下看文件夹里多了那些文件，用vi编辑器/more看看这些上述文件的内容，很有帮助阿 

2. 为模拟的分子建立一个盒子，说盒子的话不够形象，我感觉说空间更可以突出意义，就是为分子周围的建立一个有的空间，因为我们下一步就要在分子周围添加水分子喝金属离子以模拟实际的细胞环境，没有空间是无法想象的。 输入为：pro.gro 输出为：box.gro & some info about the box 命令为：editconf -f pro.gro -bt cubic -d 0.5 -c -o box.gro -bt 指定了空间（box)的形状 cubic是正方体 -d指定空间大小，蛋白到空间界限的距离（distance) 

3. 为分子定位和调节分子在建立的空间里的取向。目的是使得分子和与之配合的空间更协调，这样需要的空间就可以小一些，可以降低运算量（这是很自然的道理，你问什么收拾房间？）但是在调整分子前，必须先建立一个索引文件。这个可是GROMACS的一打特色。在这里不好讲清楚，不过不要担心，去SENSENBOBO的博客看看，这个家伙有专门的讲述。 输入为：box.gro 输出为：index.ndx box.gro (和输入的那个box.gro就不一样了 ） 命令为：make_ndx -f box.gro -o index.ndx editconf -f box.gro -d 0.5 -c -o box.gro -rotate @ @ @ 注意，GROMACS有人性化设计，每次同名文件产生后，将覆盖原来文件，不过不用担心，原来的文件以harh mark(# #),还在原文件中。-rotate命令后面添了三个角度，分别表示绕X Y Z旋转的度数。这需要将上一步生成的gro文件转换为pdb文件，在VMD/PyMOL中观察。有难度，的有一点经验的。我做的时候SENBO直接告诉旋多少，呵呵所以省了观察。其实这一步不是必须的，只是来优化模拟，觉得有难度可以暂时不管。但是不会用索引文件的话，可是一大损失。 

4. 好，有了装分子的空间，就可以灌水了！呵呵，不是说回复可以灌水的！！在处理的结尾，终端会显示加进了多少水分子，记下这个值，后面有用！！！ 输入为：box.gro topol.top 输出为：sol.gro 命令为：genbox -cp box.gro -cs tip4p -p topol.top -o sol.gro 这一步后，linux系统提示back up，因为这一步加了水，第一步建立的拓扑文件.top将要改变。不过

不用管，GROMACS有人性设计！呵呵 

5. 再接着，加离子。但是必须先得用grompp命令将 .gro文件 .mdp文件 .top文件集合起来建立一个二进制文件.tpr。因为加离子的命令需要.tpr的输入。下面是加入离子的个数，一般我们要求NaCl是0.1m/l，就是说600个水分子加Na+ Cl-各一个。好，上面记录的水分子个数有用了，计算一下需要多少，如果有困难，可以问小学生。 输入为：em.mdp topol.top 输出为：sol_ion.gro 命令为：grompp -f em.mdp -p topol.top -c sol.gro -o em.tpr genion -s em.tpr -p topol.top -o sol_ion.gro -pname NA+ -np 9 -nname CL- -nn 9 –random 这里强调一点，em.mdp文件是进行模拟的参数文件，在模拟前就必须存在。参数文件也是分子模拟的一个重要文件，到哪找些参考了。呵呵，你可能有经验了，SENSENBOBO的博客。这个家伙真是太烦人了！！-np表示正离子的个数（可能是number of positive)-nn就不说了。结果也会提示back up.因为我们加入离子改变了拓扑文件。不想写了，同上 

6. 好，现在准备工作已经就绪。我们开始最重要的三步模拟。第一步，能量最优化模拟。首先，得用grompp命令将 .gro文件 .mdp文件 .top文件集合起来建立一个二进制文件.tpr。可以了，就用mdrun命令开始模拟！ 输入为：em.mdp topol.top sol_ion.gro 输出为：em.gro .........很多文件，都看看，以后分析有用 命令为：grompp -f em.mdp -p topol.top -c sol_ion.gro -o em.tpr mdrun -deffnm em –v 你可能发现这一步生成的em.tpr和上一步的不一样，是的，输入的.gro文件就不一样嘛！mdrun命令不懂的话就硬着头皮做，放心以后会懂的！结果还会有很多其他的文件，像 .trr .xtc .edr .log .mdp，唉，自己看吧！ 

7. 我们开始进行第二步模拟，水平衡模拟。建立文件的方式同第6步，不过采用了不同的参数文件，可以理解吧！ 输入为：pr.mdp topol.top em.gro 输出为：pr.gro...........blablablabla 命令为：grompp -f pr.mdp -p topol.top -c em.gro -o pr.tpr mdrun -deffnm pr –v 

8. 最后，终于到Production simulation了，一般这一步就会花十个小时以上，视具体分子大小和设定空间而定。跑吧!!哥们，终点不远了。 输入为：md.mdp topol.top pr .gro 输出为：md.gro...........blablablabla 命令为：grompp -f pr.mdp -p topol.top -c em.gro -o pr.tpr mdrun -deffnm md –v 

最后从文件中找出md.gro，用editconf转换为.pdb文件，就可以用VMD或PyMOL看了。OVER 初学GROMACS，有不对或需要补充的地方，希望高手指点。OK，我竟然完成了，CHEER UP ！！歇一会儿。