Gromacs模擬體系構建----進階版

Gromacs是目前廣泛使用的分子模擬軟件,其在生物、材料等領域的模擬表現出較為突出的優(yōu)勢。之前,本公眾號介紹過一系列體系的模擬以及gromacs的使用辦法和教程。本次,將為大家介紹一種進階版的模型構建方法。

在之前的介紹中,我們了解到可以通過insert-molecules和editconf等命令構建模擬初始體系。例如構建一個大小為5 nm的盒子并添加指定數目的溶劑分子,溶劑分子在盒子內隨機分布:

gmx insert-molecules -ci AAA.gro -nmol 1000 -box 5 5 5 -o box.gro

Gromacs模擬體系構建----進階版的圖1

但是如果需要對這個體系進行指定操作,例如不是隨機分布而是有規(guī)律的排列,此時可以用到genconf命令,對溶劑或者溶質分子進行指定的操作:

gmx genconf -f AAA.gro -nbox 8 8 8 -o box.gro

Gromacs模擬體系構建----進階版的圖2

在這個命令中,我們對分子進行了定向排布,各方向上排列8個,呈陣列狀。

除此之外,目前還會經常遇到的問題是兩相體系的構建比如水油界面等體系。此時就需要進行兩相分開。對于初學者或者沒有一定編程能力的同學而言,這種體系較為復雜,不過我們還是可以轉換思路,通過gromacs的指令進行操作。

首先將剛才構建的盒子放入一個長方體盒子中,也可理解為將之前盒子進行擴展:

gmx editconf -f box.gro -o newbox.gro -box 5 5 10 -center 2.5 2.5 2.5

Gromacs模擬體系構建----進階版的圖3

接下來,我們可以使用solvate命令對盒子填充另一種溶劑:

gmx solvate -cp newbox.gro -cs spc216.gro -p chx.top -o solv.gro

Gromacs模擬體系構建----進階版的圖4

同樣,除了溶劑,對溶質我們也可以進行類似操作來模擬界面上溶劑的相關性質:

gmx editconf -f peptide.gro -o newbox.gro -box 5 5 5 -center 2.5 2.5 2.5

gmx solvate -cp newbox.gro -cs newbox.gro -o solv-pep.gro

Gromacs模擬體系構建----進階版的圖5

以上,我們根據不同需求得到不同類型的模擬體系和盒子用來進行模擬。但是上述操作也具有一個小問題那就是構建兩相盒子后,兩種分子會有部分重疊,例如一類分子會分布在另一種種。如果這不是我們預期目標的話,我們需要進行額外處理。Gromacs并沒有一個非常完美的解決辦法。如果有類似需求的小伙伴,歡迎聯系我們。我們將會提供更加優(yōu)美和高效的解決辦法。

最后, 有相關需求歡迎通過公眾號"320科技工作室"與我們聯絡

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