GROMACS復雜體系構建之利用CHARMM-GUI工具


之前本公眾號介紹過GROMACS中膜蛋白體系的構建。按照官方的介紹,通過將磷脂構象盒力場準備好,然后在模擬盒子內進行磷脂的組裝,最后將蛋白嵌入在磷脂膜內。上述步驟雖然可以較為準確的構建模擬體系,但是并不方便調整,例如磷脂多樣性的選擇以及膜蛋白在膜內的位置和角度。本次向大家介紹一種方便的體系構建方法:利用CHARMM-GUI工具構建

首先可以打開在線網站(https://charmm-gui.org/ ),找到輸入生成選項以及膜的構建選項。這里我們可以看到可以構建純磷脂膜體系,也可以構建膜蛋白-膜復合體系。在此我們以較為復雜的膜蛋白體系為例。

GROMACS復雜體系構建之利用CHARMM-GUI工具的圖1

通過直接輸入蛋白的PDB ID。該網站就可以幫我們搜索到需要的蛋白

GROMACS復雜體系構建之利用CHARMM-GUI工具的圖2

蛋白選擇之后,我們還可以選擇蛋白在膜內的旋轉角度和平移方向及距離。

GROMACS復雜體系構建之利用CHARMM-GUI工具的圖3

點擊下一步之后,我們可以看到磷脂類型的選項。該工具可以非常方便的選擇不同比例的磷脂類型。在此選擇上下層膜都為50%的DOPC和50%的POPC確定體系大小并點擊顯示體系信息之后,我們可以明確看到磷脂雙層膜的組成成分和數量。進一步選擇體系中的離子濃度和類型

GROMACS復雜體系構建之利用CHARMM-GUI工具的圖4

在構建過程中,我們可以預覽體系構型,并根據實際情況進行位置和角度的調整。該工具另外一個非常方便的地方在于可以很好的產生對應的力場,不需要自己去繁瑣的改動和增加。在此我們可以選擇力場類型,模擬軟件,溫度和系綜等細節信息。

GROMACS復雜體系構建之利用CHARMM-GUI工具的圖5

GROMACS復雜體系構建之利用CHARMM-GUI工具的圖6



GROMACS復雜體系構建之利用CHARMM-GUI工具的圖7

   最后我們可以查看此工具生成的mdp文件、立場文件、構型等文件。確認無誤之后便可以進行類似于之前介紹過的模擬。在此需要注意,此處存在多個預平衡文件,因為膜蛋白體系比較復雜,所以需要逐漸對體系進項平衡,保持模擬穩定性。

GROMACS復雜體系構建之利用CHARMM-GUI工具的圖8

如有需要,歡迎通過公眾號"320科技工作室"聯系我們。

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