VMD軟件
關注創建者：UltraLAB 創建時間：2019-12-25
VMD軟件的實例教程
（一）VMD分子動力可視化軟件介紹
VMD 是一個開源的分子可視化程序，專為建模，可視化和分析生物系統（例如蛋白質，核酸，脂質雙層組件等）而設計，最新版本 VMD1.9.4
VMD主要應用
分子動力模擬MD（例如NAMD，GROMACS，AMBER等）的圖形前端，讀取標準蛋白質數據庫（.pdb）文件以查看更多常規分子并顯示所包含的結構，查看和分析分子動力學模擬結果。
全原子細胞規模建模
Cryo-EM低溫冷凍電鏡密度圖像分割
多序列數據比對，這是一個統一的生物信息學分析環境，可用于組織，顯示和分析蛋白質和核酸的序列和結構數據
量子化學計算(例如VASP，)的圖形前端
VMD計算特點
通常在桌面圖形環境中以交互方式使用，也可在工作站（或單一集群節點），并通過使用消息傳遞接口 (MPI) 在分布式內存集群和超級計算機上并行執行非交互式（批處理模式）分析計算和可視化任務
CPU 支持多核處理器
顯卡 基于nvidia Quardro RTX架構性能提升顯著，可多卡加速，顯存容量16GB以上，VMD1.9.4支持RT核渲染
VMD能夠將顯示的圖形導出到可以由許多流行的光線跟蹤和圖像渲染包處理的文件，包括POV-Ray（CPU），Rayshade，Raster3D和Tachyon（GPU）。
展開 6.4 結果分析
6.4.1 查看動態軌跡和特殊幀的圖片顯示(采用VMD軟件做出漂亮的圖片和視頻，學會用tcl腳本控制輸出)
6.4.2 數據分析（origin軟件的使用）；MSD分析；計算RDF；計算密度分布
6.4.3 作用力的輸出及分析
實例操作：包括在VMD中查看可視化的動態軌跡，計算密度分布，分子的MSD，等，抽取軌跡的動能、勢能、總能量等相關數據，對軌跡進行初步分析。
第三天 下午
納米孔內DNA分子的輸運調節模擬（charmm力場）
課程7 電壓驅動單鏈DNA分子通過石墨烯納米孔的輸運調節
（學習使用VMD強大的tcl腳本工具建模，利用lammps\tools\ch2lmp\目錄內charmm2lammps轉換為lammps的data文件）
7.1 tcl腳本語言基礎
7.2 vmd建立DNA及石墨烯納米孔的模型
7.3 添加水分子,KCL溶液及判斷模擬體系的電中性
7.4 運行能量最小化-NPT-NVT-施加電壓等模擬過程
7.5 模擬結果的分析處理，
7.5.1 ssDNA輸運速度
7.5.2 MSD分析
7.5.3 通過納米孔的輸運電流分析
報名費用
每班每人￥3300元（含報名費、培訓費、資料費），食宿可統一安排，費用自理。
報名方式
點擊鏈接立即報名：http://flac3d.cn/hdp/lam/zsb.html
聯 系 人: 招生部 咨詢QQ: 85329991
手機： 15510057995 報名郵箱：85329991@qq.com
展開 6.5查看動態軌跡和特殊幀的圖片顯示(采用VMD軟件做出漂亮的圖片和視頻，學會用tcl腳本控制輸出)
6.6數據分析（origin軟件的使用）
6.6.1 MSD分析
6.6.2 計算RDF
6.6.3 計算密度分布
第四天
理解并復現文獻內容2
夾層結構(graphene/C60/graphene)摩擦性質模擬
（AIREBO力場）
7 夾層結構(graphene/C60/graphene)不同粗糙度條件下的摩擦性能研究（復雜模型采用多種建模方式組合而成）
7-1 建立夾層結構(graphene/C60/graphene)不同粗糙度的初始模型
7-2 夾層結構的應力-應變曲線性能研究
7-3 夾層結構摩擦性質研究
六、頒發證書：
參加相關培訓并通過考試的學員，可以獲得： 北京軟研國際信息技術研究院培訓中心頒發的《LAMMPS 分子動力學模擬技術與應用》專業技能結業證書。
七、聯系方式：
報名電話：18618288284 聯 系 人: 唐老師
報名郵箱：18611330667@163.com 報名QQ: 2720927402 微信：17800209174
【注】開課前一周會務組統一通知；開課前一天會將直播鏈接及上機賬號發至您郵箱或微信。如未收到請及時電話咨詢！
展開 查看動態軌跡和特殊幀的圖片顯示(采用VMD軟件做出漂亮的圖片和視頻，學會用tcl腳本控制輸出)
6.7 數據分析（origin軟件的使用）
6.7.1 MSD分析
6.7.2 計算RDF
6.7.3 計算密度分布
七、LAMMPS高級研修，自建分子力場參數文件和金屬有機框架材料晶體模型
7 LAMMPS分子力場文件創建及MOFs材料建模
7.1 介紹固體材料單晶包試驗數據結構，掌握基本的材料幾何特征
7.2 利用MS軟件構建MOFs材料單晶包模型和H2和CO2分子模型
7.3 分子作用勢能函數，編寫MS軟件中的力場參數文件（off文件）
7.4 巨正則系綜Monte Carlo方法
7.5 利用Sorption模塊將H2和CO2分子插入到MOFs材料
7.6 編寫LAMMPS力場文件（frc文件），并通過lammps程序生成data文件
7.7 運行能量最小化及體系的預松弛
7.8 模擬步驟：包括能量最小化NVT平衡，對研究目標的性質進行長時間軌跡平衡-輸出研究所關心的性質。
展開 首先通過可視化軟件（VMD、pymol等）檢查結構文件中的分子成分，去除不需要的組分。然后通過pdb2gmx命令講原始結構文件進行轉換并選擇相應力場。
2. 選擇合適的膜組分。根據自身需要選擇合適的磷脂成分（https://people.ucalgary.ca/~tieleman/download.html 可下載相關結構和力場）。并且在該步驟利用蛋白和磷脂力場構建需要的topol文件。
3. 選擇合適的蛋白和磷脂取向。由于膜蛋白的取向和在膜上的高度是固定的，因此要根據文獻報道確定合適的取向和位置。該步驟可使用trjconv和editconf等命令可以進行構象的調整。如圖所示
4. 磷脂對蛋白質的包裹。由于上個步驟中構建的體系僅僅是調整了取向，磷脂還是非常松散，因此需要將磷脂進行收縮堆積。這里參考使用了InflateGRO方法。通過genrestr命令對蛋白質進行位置限制，保證蛋白質位置不變，僅僅改變磷脂位置，讓其自身進行縮放，可縮放多次，直至達到結構的設定數值。
5. 模型構建完成之后，需要使用genion和solvate命令添加離子和水。但是此時需要注意，該步驟填充的水和離子會出現雙層膜之間，這種結構是不合理的，需要手動去除雙層膜熟睡核心的水分子。完成后結果如圖所示：
6. 隨后就可以通過grompp命令產生tpr文件并使用mdrun命令進行計算。
7. 結果分析：對于蛋白可以采用二級結構、RMSD等參數刻畫蛋白質特征，對于膜或者磷脂來說則可以通過序參數表征膜的有序程度例如有序相和無序相等。如圖所示：
也可以通過density命令分子膜的密度等特征。如圖所示：
在膜蛋白體系的模擬中，有許多其他的小問題需要注意。例如壓力耦合的設置、原子重疊甚至系統崩潰等問題，需要針對性的進行檢查和排除。
最后，有相關需求歡迎通過公眾號聯系我們。
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首先通過可視化軟件（VMD、pymol等）檢查結構文件中的分子成分，去除不需要的組分。然后通過pdb2gmx命令講原始結構文件進行轉換并選擇相應力場。
2. 選擇合適的膜組分。根據自身需要選擇合適的磷脂成分（https://people.ucalgary.ca/~tieleman/download.html 可下載相關結構和力場）。并且在該步驟利用蛋白和磷脂力場構建需要的topol文件。
6.5查看動態軌跡和特殊幀的圖片顯示(采用VMD軟件做出漂亮的圖片和視頻，學會用tcl腳本控制輸出)
6.6數據分析（origin軟件的使用）
6.6.1 MSD分析
6.6.2 計算RDF
6.6.3 計算密度分布
第四天
理解并復現文獻內容2
夾層結構(graphene/C60/graphene)摩擦性質模擬
（AIREBO力場）
7
微粒之間的作用也是通過類似于分子動力學的未能函數來描述，可以模擬更長的時間跨度
3、幾種常見的針對軟材料模擬分子動力學軟件
3.1namd： http://www.ks.uiuc.edu/Research/namd/
主要針對與生物和化學軟材料體系
優點： 程序設計水平高，計算效率高，號稱可以有效并行到上千個處理器， 兼容多種輸入和輸出文件格式，有很好的分析輔助軟件
查看動態軌跡和特殊幀的圖片顯示(采用VMD軟件做出漂亮的圖片和視頻，學會用tcl腳本控制輸出)
6.7 數據分析（origin軟件的使用）
6.7.1 MSD分析
6.7.2 計算RDF
6.7.3 計算密度分布
七、LAMMPS高級研修，自建分子力場參數文件和金屬有機框架材料晶體模型
7 LAMMPS分子力場文件創建及MOFs材料建模
7.1
（一）VMD分子動力可視化軟件介紹
VMD 是一個開源的分子可視化程序，專為建模，可視化和分析生物系統（例如蛋白質，核酸，脂質雙層組件等）而設計，最新版本 VMD1.9.4
VMD主要應用
分子動力模擬MD（例如NAMD，GROMACS，AMBER等）的圖形前端，讀取標準蛋白質數據庫（.pdb）文件以查看更多常規分子并顯示所包含的結構，查看和分析分子動力學模擬結果。
等建模軟件的使用
3.2 建立各種體系模型
混合模型、界面模型、球體模型等
3.3 小分子各種力場TOP文件的建立，x2top, prodrg, ATB
itp, top的結構以及參數說明
3.4 建立均相、多相體系
3.5 如何修改力場參數
三、GROMACS建模
計算
4 GROMACS計算實例——熟練掌握GROMACS計算一整套流程
6.4 結果分析
6.4.1 查看動態軌跡和特殊幀的圖片顯示(采用VMD軟件做出漂亮的圖片和視頻，學會用tcl腳本控制輸出)
6.4.2 數據分析（origin軟件的使用）；MSD分析；計算RDF；計算密度分布
6.4.3 作用力的輸出及分析
實例操作：包括在VMD中查看可視化的動態軌跡，計算密度分布，分子的MSD，等，抽取軌跡的動能、勢能、總能量等相關數據，對軌跡進行初步分析。
VMD
有很好的維護服務
不需安裝
免費
缺點
萬一需要自己安裝的話比較麻煩
3.2 AMBER
http://amber.scripps.edu
主要針對生物體系，也適當兼容一般化學分子
優點
有很好的內置勢能模型
自定義新模型和新分子很方便
有很完善的維護網站
缺點
計算效率不高（收斂到16個處理器），運算速度慢
$400
3.3 CHARMM
