生物分子模拟论坛

 找回密码
 我想注册

QQ登录

只需一步,快速开始

扫一扫,访问微社区

查看: 11100|回复: 16

[AMBER] 原创--金属酶体系的分子动力学模拟

[复制链接]
发表于 2013-3-11 10:31:10 | 显示全部楼层 |阅读模式

马上注册,结交更多好友,下载更多分子模拟资源。

您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?我想注册

x
最近有个群里的学生问我如何实现金属Zn离子的立场问题,我就在这里写一下我是如何实现金属酶体系的模拟的。

现在越来越多的蛋白质晶体结构被解析,很多蛋白质在行驶生物催化反应(如ATP水解,氨基酸的乙酰化,CoA的去乙酰化,甲基化等等)都需要金属离子(Mg,Zn,Ca等等)的参与,换句话说,金属离子对蛋白功能是必须的。模拟金属酶体系,现在也是分子动力学中的热点及难点,尤其现在结合量子力学与分子力学的方法(QM/MM)更是前言。热点不言而喻,JACS上文章比比皆是。难点是如何正确的描述金属离子的参数。无论是单纯的MM或者是QM/MM,如何正确的描述金属立场参数是决定模拟的成功关键,我们课题组今年引进一个专门做金属酶体系QM/MM的年轻老师,我自己是没做过金属酶体系的,我帮一个师弟处理过,我把我处理的过程写在下面,希望和大家交流!
我以amber为例来说明,本帖子所需的参数文件见附件:

Ca2+参数:
***********************************************************************************
***********************************************************************************
    0    0    2                                                            
                                                                           
Calsium Ion                                                               
CAL                                                                        
CAL  INT     1                                                            
CORR OMIT DU   BEG                                                         
  0.000000                                                                 
    1 DUMM   DU    M    0   -1   -2    0.0000    0.0000    0.0000 0.000   
    2 DUMM   DU    M    1    0   -1    1.0000    0.0000    0.0000 0.000   
    3 DUMM   DU    M    2    1    0    1.0000   90.0000    0.0000 0.000   
    4 C0     C0    M    3    2    1    1.0000   90.0000  180.0000 2.000   
                                                                           
DONE                                                                       
STOP  
***********************************************************************************
***********************************************************************************


Zn离子参数:
***********************************************************************************
***********************************************************************************
     0    0    2                                                           
                                                                          
Zinc Ion                                                                  
ZIN                                                                       
ZIN  INT     1                                                           
CORR OMIT DU   BEG                                                        
  0.000000                                                               
    1 DUMM   DU    M    0   -1   -2    0.0000    0.0000    0.0000 0.000   
    2 DUMM   DU    M    1    0   -1    1.0000    0.0000    0.0000 0.000   
    3 DUMM   DU    M    2    1    0    1.0000   90.0000    0.0000 0.000   
    4 Zn     Zn    M    3    2    1    1.0000   90.0000  180.0000 2.000   
                                                                          
DONE                                                                     
STOP
***********************************************************************************
***********************************************************************************


Amber脚本注入:
***********************************************************************************
***********************************************************************************
source leaprc.gaff                                 //载入小分子立场                                                   
loadamberparams lig.frcmod                  //载入小分子参数文件                                             
loadamberprep lig.prepc                        //载入小分子参数文件                             
source leaprc.ff03.r1                             //载入蛋白立场文件                          
set default PBRadii mbondi2                                                
                                                                           
addatomtypes {{ "Zn"  "Zn" "sp3" }}      //向amber软件添加金属原子类型(Zn),名字:这主要是amber内部没有这些金属参数信息,需要自行加上                                   
addatomtypes {{ "Ca"  "Ca" "sp3" }}      //向amber软件添加金属原子类型(Ca),名字:这主要是amber内部没有这些金属参数信息,需要自行加上                                   
loadamberprep cals.top                         //载入自己构建的金属(Ca)参数文件                             
loadamberprep zinc.top                         //载入自己构建的金属(Zn)参数文件                             
set ZIN restype protein                         //设定金属(Zn)参数文件作为蛋白的一部分,并想氨基酸一样取一个三个字(大写,amber格式要求的)的名字(随便取,这里我把Zn离子取为ZIN)                           
set CAL restype protein                         //设定金属(Ca)参数文件作为蛋白的一部分,并想氨基酸一样取一个三个字(大写,amber格式要求的)的名字(随便取,这里我把Ca离子取为CAL)                           
                                                                           
proetin = loadpdb protein.pdb               //载入所模拟的蛋白,本例子,我把蛋白,金属,结晶水分子都考虑在内,放到一个PDB文件中                                    
com = combine {protein LIG}                  //把模拟的蛋白,金属,水分子,与小分子配体联合起来,作为一个模拟的整体                                 
                                                                           
saveamberparm LIG lig.prmtop lig.inpcrd                                 
saveamberparm proetin proetin.prmtop proetin.inpcrd                                 
saveamberparm com com.prmtop com.inpcrd                                    
savepdb com com.pdb                                                         
addions com Cl- 2                                                           
solvatebox com TIP3PBOX 10                                                   
saveamberparm com com_solvated.prmtop com_solvated.inpcrd                  
quit                                                                        
***********************************************************************************
***********************************************************************************

参数准备好,要用VMD检查生成的参数文件对不对,初始结构是不是自己想要的,下面就可以做正常的模拟了。

关于金属的配位,有时候也是需要考虑的,类似的文献也挺多,本例子中的金属参数,是我们课题组经常用的,希望对大家有所帮助!

有什么不懂的可以P me                                    
                                                                  



example.rar

60.99 KB, 下载次数: 239

评分

参与人数 1金币 +100 收起 理由
大工-阿里巴巴 + 100 很给力!谢谢领哥分享经验,等文章接受了也.

查看全部评分

发表于 2014-8-25 14:18:48 | 显示全部楼层
您好!我看了您的amber金属酶体系的帖子!有几个问题想咨询您!
离子参数你贴出来了,但是是怎么来的呢??还有能否能对参数文件稍微解释下是什么意思呢。
另外不知道您用过MCPB做金属离子参数计算没,如果做过的话我也想跟您讨论下,谢谢
发表于 2015-5-4 10:26:55 | 显示全部楼层
含金属离子的熵变是怎么计算出来的啊?
发表于 2021-6-19 15:34:27 | 显示全部楼层
请问大神,如果蛋白含铁原子如何做呢?
发表于 2013-3-11 10:41:48 | 显示全部楼层
领哥给力!
发表于 2013-3-11 10:47:46 | 显示全部楼层
领兄,有个问题请教,你这样写的金属离子参数,在计算的时候是否考虑了其立场参数?
 楼主| 发表于 2013-3-11 10:59:25 | 显示全部楼层
会自动拟合参数的,金属的配位信息和范德华半径在参数文件里面是有定义的,就相当于一个单独的立场一样,或者叫金属立场,只是按照amber来进行格式化~~~
 楼主| 发表于 2013-3-11 11:01:08 | 显示全部楼层
我有空 在把GMX金属配位实现,搞一搞,也贴到论坛上~~~
发表于 2013-3-11 14:53:26 | 显示全部楼层
谢谢小瓜!!!
发表于 2013-3-12 19:20:40 | 显示全部楼层
学习了。
发表于 2013-3-14 22:14:11 | 显示全部楼层
请教领哥,力场中二面角的相角怎么确定?我看很多时候,n=1对应的phase=0,n=2对应的phase=180,是都这样的吗?
发表于 2013-8-5 10:31:39 | 显示全部楼层
发表于 2013-8-14 13:14:09 | 显示全部楼层
请问,文中的Zn和Ca离子的参数都是一样的,这怎么区分啊?
您需要登录后才可以回帖 登录 | 我想注册

本版积分规则

QQ|分迪科技|小黑屋|手机版|Archiver|生物分子模拟论坛 ( 蜀ICP备14009200号-3 )

GMT+8, 2021-9-25 11:41 , Processed in 0.142835 second(s), 30 queries .

Powered by Discuz! X3.4

Copyright © 2001-2020, Tencent Cloud.

快速回复 返回顶部 返回列表