【精准还原膜蛋白动态行为：基于 GROMACS 的分子动力学模拟探索】GROMACS 蛋白-配体分子动力学模拟 绘制 RMSD变化图 绘制 RMSF变化图 GROMACS 对膜蛋白进行分子动力学模拟

GROMACS 分子动力学模拟：蛋白-配体分子动力学模拟 一、简介 在本篇博客中，我将介绍如何使用 GROMACS 进行以下操作： 分子对接 ：提取最佳结合能的对接结果，然后抽取配体。 安装 Linux（Ubuntu | CentOS）版本的 Grace、VMD1.9.4、Gromacs2024.1 CUDA 支持的 GPU 加速版 ； 对膜蛋白进行分子 动力学模拟 ； VMD 查看 系统结构文件图像 （ md.gro ）； VMD 查看 轨迹文件图像 （ md.trr ）； VMD 查看 转换后的轨迹图像 （ traj.pdb ）； VMD 查看 能量最小化或平衡阶段的轨迹 （ em.gro / npt.gro / nvt.gro ）； VMD 分析文件——将 RMSF 数据映射到蛋白质的 B 因子字段， 显示结构中柔性较高和较低的区域 ； Grace 查看 蛋白质 （或其他分子） 随时间变化的均方根位移 （RMSD）； Grace 查看分子中 每个原子（或特定组分）随时间的均方根波动 （RMSF）； Grace 查看 能量相关数据，通常包括势能、动能、总能量等 （ energy.xvg ）； Grace 查看 模拟过程中压力的变化 （ pressure.xvg ）； Grace 查看 模拟过程中的温度数据 （ temperature.xvg ）； Grace 查看体系的 密度变化数据 （ density.xvg ）。 这里给出几篇有助于新手了解、安装 Gromacs 需要知道什么、准备什么的友情链接： Gromacs 分子动力学 远程安装介绍 全网最详细的Gromacs安装前说明 该怎么选择合适的安装方式 Windows直接可用的Gromacs（预编译版）有什么危害？Gromacs安装需要准备什么？ 【分子动力学】 分子动力学新手入门：一文读懂GROMACS使用全流程，轻松开启模拟之旅！ GROMACS初学者了解资料 GROMACS安装之前的准备 windows如何安装Gromacs 本文适用于对分子动力学模拟有基础了解的读者，并重点关注 蛋白-配体复合物 和 膜蛋白 的模拟过程和分析结果展示。 --- 二、环境准备 本次软件与工具 GROMACS2024.1 CUDA 支持的 GPU 加速版 操作系统 ：Ubuntu 22.04 绘图工具、蛋白查看 ：Python 的 Matplotlib 库、Grace、VMD、Pymol3.1 开源版 准备数据文件 —— 分子对接 AutoDock、Vina（软件安装可与我联系） AutoDock分子对接教程 小分子对接 AutoGrid和AutoDock并实现分子对接 分子对接软件（亲测有效） SailVina 使用教程 Autodock Vina分子对接全套整合软件 MGLTools闪退 作用力分析 MOE 薛定谔 Gromacs 全网最全分子对接教程 AutoDock对接流程 AutoDockTools AutoDock对接总流程 AutoDock Vina 分子对接软件 Linux系统安装AutoDockTools、AutoGrid和AutoDock并实现分子对接 分子对接软件 CentOs Ubuntu系统适用（详细讲解） [AutoDock与Vina的区别 如何选择AutoDOCK与Vina对接 AutoDock对接系列 run AutoGrid出现\[Error 2\]从而得不到.map文件 AutoDock安装闪退](https://n5s.cn/article/19) 蛋白-配体复合物的初始结构文件（ test.pdb ） 这里声明一下，对接出来的蛋白，进行模拟是需要拆分受体和配体的。纯对接物，直接给 gmx 力场使用是会报错的哦！ 分子对接过程后，筛选出结合能最低（即结合稳定性最高）的对接构象，然后将该构象的蛋白和配体整合成一个文件，保存为包含两者的 .pdb 格式文件；会用到 Pymol可视化对接结果 。 --- 三、检查对接产生的结果文件是否符合 Gromacs 模拟的要求 检查 PDB 文件的命名规则是否符合 GROMACS 使用的力场标准。 发现缺失原子：则需要修复缺失的原子。 方法 1：使用 PyMOL 打开 test.pdb 文件进行调整，接着使用 Mutagenesis 工具补全残基缺失的原子。 方法 2：使用 SwissSidechain。SwissSidechain 是一个在线工具，可修复非标准残基和补全原子。 使用 pdb4amber 工具规范化 PDB 文件。 使用标准化后的文件才能运行 gmx pdb2gmx 。 --- 四、使用 Groamcs 处理模拟之前 PDB 文件，并进行 MD 模拟：核心命令思路顺序 这里展示下我的配体： 2.1.jpg gmx pdb2gmx ：将 PDB 文件转化为 GROMACS 格式，生成初始的结构和拓扑文件 gmx editconf ：定义盒子的大小和形状，设置为立方体盒子，边界距离 1.0 nm gmx solvate ：在盒子中添加溶剂分子，使用 spc216.gro 作为溶剂配置 gmx grompp ：准备离子添加的输入文件 gmx genion ：添加离子并中和体系，使用 NA 和 CL 作为离子类型 gmx grompp ：准备能量最小化的输入文件 这里需要自己查询官网文档：准备 minim.mdp 文件。 这里提供一个例子： ini integrator = steep emtol = 1000.0 emstep = 0.01 nsteps = 50000 cutoff-scheme = Verlet ns type = grid coulombtype = PME rcoulomb = 1.0 rvdw = 1.0