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[NAMD] NAMD自学笔记 适用于初学者

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发表于 2014-8-30 11:55:21 | 显示全部楼层 |阅读模式

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在小木虫上看到的,我只是整理了一下。加了点自己的想法,希望对您能有所帮助

一、NAMD中psf文件的生成
先说psf文件的生成:
通常pdb文件中包含水分子,教程上只是将蛋白提出来,而如果有其他金属离子则按教程的做法这些离子将不再包含在pdb文件中,所有第一步要仔细检查自己的目标蛋白文件。
我的做法:
1、先用别的软件将pdb文件中的水去掉。如果存在金属离子为单独的一条链,将金属离子合并到蛋白链,并修改其原子序号。
2、检查pdb文件中是否有非天然氨基酸:我的pdb文件中有几个MSE,先将其改为MET。
3、金属离子的立场文件中命名和常用的pdb文件不同:比如Ca在NAMD自带的tutorial的立场文件top_all27_prot_lipid.inp中为CAL,因此将vi修改pdb文件中的CA变为CAL。只用空格,pdb文件中各列的值有空格分隔,其详细格式请看http://blog.163.com/nm_myc_1013/ ... 455201331842724812/
4、搞定pdb文件后,修改下教程中的pgn文件,

package require psfgen
topology top_all27_prot_lipid.inp
pdbalias residue HIS HSE
pdbalias atom ILE CD1 CD
segment U {pdb ubqp.pdb}
coordpdb ubqp.pdb U
guesscoord
writepdb ubq.pdb
writepsf ubq.psf

这里的ubqp 及输出的ubq改为自己的文件。

注意中文的教程里面:
“topology top all27_prot_lipid.inp”这一行有错误,应该是topology top_all27_prot_lipid.inp。立场文件名有错误,(小生一开始没发现,整了好多次才注意到)。

Source name.pgn 生成所需的pdb及psf文件。

如果错误可能是工作目录不对,请CD到对应目录再重新运行。


这里顺便提一下NAMD的安装和编译,在下载NAMD的时候有个安装教程里面的东西很多,试着按照那个readme安装,老出现错误,后来发现里面有个smart-install.pl(忘了可能是smart-config.pl)可以根据提示进行charmm的安装和编译。其他按说明来就可以。

二、若生成的psf文件少原子,一因其pdb文件错误造成的。如果pdb没错,那就是你在top文件中定义原子的时候出现了错误,要仔细检查
若psf缺少键的信息,则是因为top文件定义键与双键的时候出现的错误。


三、蛋白的溶剂化及相关conf文件的参数设定。
这里我们主要讲water box
按照NAMD提供的教程生成蛋白的溶剂化模型。得到protein_wb.pdb以及protein_wb.psf。
然后确定次立方体系的边长 a b c以及中心xyz坐标。
根据教程来就可以
set everyone [atomselect top all]
measure minmax $everyone
measure center $everyone

边长有xyz坐标的最大值和最小值计算得到。
比如我的系统中 边长分别为 73.1 69.1 72.2
这个边长在conf文中用到,这里是我的理解:
在conf文件中下面部分的参数用到:

# Periodic Boundary Conditions
cellBasisVector1    74.0   0.0  0.0
cellBasisVector2     0.0  70.0   0.0
cellBasisVector3     0.0    0   73.0
cellOrigin          24.3   59.8  32.6
其中 cellBasisVector123的值应该比3个边长稍大一点就可以。不知道自己的理解是否正确,但可以运行,且结果也可以。
蛋白溶剂化后可以添加对抗离子,采用VMD-Extention-modeling-add ions 添加0.145mol/L的 NaCl。
后面附conf文件一些参数的说明和修改情况:
# Integrator Parameters
timestep            2.0  ;# 2fs/step
rigidBonds          all  ;# needed for 2fs steps
nonbondedFreq       1
fullElectFrequency  2  
stepspercycle       10
#这个后面3个参数改大一些可以节省计算时间,但是我尝试了一下修改为100 200 1000是发生错误,后来一想干脆就安教程中的数据来。可能改为10 20 100可以,但后面最小化的步骤必学是stepspercycle  的整数倍。

# PME (for full-system periodic electrostatics)
PME                 yes
PMEGridSpacing      1.0

#manual grid definition
#PMEGridSizeX        75
#PMEGridSizeY        72
#PMEGridSizeZ        75
这里的自定义PMEGrid的大小,教程中说这三个数的值最好是2,3,5的指数倍。不是很懂,干脆就不自己定义了。


# Output
outputName          $outputname

restartfreq         500     ;# 500steps = every 1ps
dcdfreq             250
xstFreq             250
outputEnergies      100
outputPressure      100
这里输出频率问题很多:按照这个数值输出文件尤其是.dcd文件很大,想改一下跑5ns将这些值改为10000,但结果中蛋白各原子的位置出现错误,好像就是立场错误的样子。将其值改为1000后结果正常。

#############################################################
## EXECUTION SCRIPT                                        ##
#############################################################

# Minimization
minimize            1000
#最小化步骤自己写了3000但发现好只跑到1100多就停止了后面的动力学模拟就不跑了。改为1000后正常。
reinitvels          $temperature

run 2500000 ;# 5ns


四、中断的NAMD如何续跑:


修改.conf

#############################################################
## ADJUSTABLE PARAMETERS                                   ##
#############################################################

structure          ../MD/tse_ion.psf
coordinates        ../MD/tse_ion.pdb

set previou tse_ion_eq #添加的内容
set current tse_ion_rest #添加的内容 这2个可能并不需要
set temperature    310

set outputname     tse_ion_rest #重新计算后输出到新的文件中
bincoordinates ../MD/tse_ion_eq.restart.coor
binvelocities ../MD/tse_ion_eq.restart.vel
extendedSystem ../MD/tse_ion_eq.restart.xsc
#上面3条为需要添加参数。
firsttimestep      301000 #restart from 301000 step

#############################################################
## SIMULATION PARAMETERS                                   ##
#############################################################

# Input
paraTypeCharmm            on
parameters          ../MD/par_all27_prot_lipid.inp
# temperature         $temperature
温度不需要这里需要注释掉即前面加个#号。

#############################################################
## EXECUTION SCRIPT                                        ##
#############################################################

# Minimization
# minimize            1000
# reinitvels          $temperature
最小化也不需要 这2个参数都加上#

run 2500000 ;# 5ns


评分

参与人数 1金币 +10 收起 理由
川大-灰太狼 + 10 很给力!

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发表于 2015-6-11 22:14:24 | 显示全部楼层
你好,请问一个问题,我在周期边界条件下minimize开始两步的VDW都是无穷大,从第三步开始才开始降低,100步是降到5w多,其他一些值也有无穷大的。但是,log文件里面并没有报错,这个结果有问题吗?


部分log:
ETITLE:      TS           BOND          ANGLE          DIHED          IMPRP               ELECT            VDW       BOUNDARY           MISC        KINETIC               TOTAL           TEMP      POTENTIAL         TOTAL3        TEMPAVG            PRESSURE      GPRESSURE         VOLUME       PRESSAVG      GPRESSAVG

ENERGY:       0     14181.0046      6622.0692      1171.3278        17.3086        -164698.5430 9999999999.9999         0.0000         0.0000         0.0000      9999999999.9999         0.0000 9999999999.9999 9999999999.9999         0.0000      9999999999.9999 9999999999.9999    524394.0000 9999999999.9999 9999999999.9999

OPENING EXTENDED SYSTEM TRAJECTORY FILE
MINIMIZER SLOWLY MOVING 3550 ATOMS WITH BAD CONTACTS DOWNHILL
PRESSURE: 1 2.87749e+11 1.892e+11 -1.29038e+11 1.892e+11 2.14187e+11 -1.25246e+11 -1.29038e+11 -1.25246e+11 1.40999e+11
GPRESSURE: 1 2.87749e+11 1.892e+11 -1.29038e+11 1.892e+11 2.14187e+11 -1.25246e+11 -1.29038e+11 -1.25246e+11 1.40999e+11
ENERGY:       1     14231.3128      6628.3113      1171.8588        17.3108        -170554.4364 9999999999.9999         0.0000         0.0000         0.0000      9999999999.9999         0.0000 9999999999.9999 9999999999.9999         0.0000      9999999999.9999 9999999999.9999    524394.0000 9999999999.9999 9999999999.9999

MINIMIZER SLOWLY MOVING 2892 ATOMS WITH BAD CONTACTS DOWNHILL
PRESSURE: 2 1.58379e+10 -1.0819e+10 -6.96766e+09 -1.0819e+10 1.29903e+10 5.79707e+09 -6.96766e+09 5.79707e+09 1.04785e+10
GPRESSURE: 2 1.58379e+10 -1.0819e+10 -6.96765e+09 -1.0819e+10 1.29904e+10 5.79706e+09 -6.96766e+09 5.79707e+09 1.04786e+10
ENERGY:       2     14298.5417      6633.9598      1172.2533        17.3108        -168743.2560 9999999999.9999         0.0000         0.0000         0.0000      9999999999.9999         0.0000 9999999999.9999 9999999999.9999         0.0000      9999999999.9999 9999999999.9999    524394.0000 9999999999.9999 9999999999.9999

MINIMIZER SLOWLY MOVING 2279 ATOMS WITH BAD CONTACTS DOWNHILL
PRESSURE: 3 6.34368e+09 -3.70087e+09 -2.83501e+09 -3.70087e+09 3.12657e+09 1.53744e+09 -2.83501e+09 1.53744e+09 2.12234e+09
GPRESSURE: 3 6.3437e+09 -3.70087e+09 -2.83501e+09 -3.70088e+09 3.12659e+09 1.53744e+09 -2.83501e+09 1.53744e+09 2.12237e+09
ENERGY:       3     14340.2791      6638.9210      1172.2533        17.3108        -165571.4263 7288678040.6184         0.0000         0.0000         0.0000      7288534637.9563         0.0000 7288534637.9563 7288534637.9563         0.0000      3864196323.5888 3864219281.6855    524394.0000 3864196323.5888 3864219281.6855
 楼主| 发表于 2014-11-1 15:55:23 | 显示全部楼层
YAYA_Z 发表于 2014-10-31 09:12
你好,我有一个问题想向你请教,就是我在生成糖的psf文件时每个氨基酸之间都是断开的,并没有生成键,那我 ...

你有些键的信息是不是遗漏了?你看看断开的地方在top文件中有键的信息吗
 楼主| 发表于 2015-7-3 11:45:23 | 显示全部楼层
qianlang 发表于 2015-6-11 22:14
你好,请问一个问题,我在周期边界条件下minimize开始两步的VDW都是无穷大,从第三步开始才开始降低,100步 ...

这个没问题的 跑到最后能量就不会变化了 就是说达到了平衡
发表于 2014-8-30 14:08:37 | 显示全部楼层
不错,希望能再详细点及排版清楚些
 楼主| 发表于 2014-8-30 14:12:48 | 显示全部楼层
墨竹晓风 发表于 2014-8-30 14:08
不错,希望能再详细点及排版清楚些

恩恩 我会继续改进的
发表于 2014-8-30 15:17:36 | 显示全部楼层
非常不错,继续加油小史,值得大家学习的分享精神。
 楼主| 发表于 2014-8-30 15:29:44 | 显示全部楼层
川大-灰太狼 发表于 2014-8-30 15:17
非常不错,继续加油小史,值得大家学习的分享精神。

帖子太少 攒点人气
发表于 2014-9-5 18:45:36 | 显示全部楼层
楼主好厉害。。。很有帮助
发表于 2014-10-31 09:12:47 | 显示全部楼层
你好,我有一个问题想向你请教,就是我在生成糖的psf文件时每个氨基酸之间都是断开的,并没有生成键,那我需要在top文件中改哪部分呢?如果您知道的话请指教一下吧,谢谢啦!
发表于 2014-11-1 18:03:30 | 显示全部楼层
好的,我再仔细看看top文件,谢谢啦!
 楼主| 发表于 2014-11-3 10:36:50 | 显示全部楼层
YAYA_Z 发表于 2014-11-1 18:03
好的,我再仔细看看top文件,谢谢啦!

不用谢
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