使用MolAICal软件计算Potential of Mean Force（PMF）

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使用MolAICal软件计算Potentialof Mean Force（PMF）

更多教程（含英文教程）请见如下：

MolAICal官方主页：https://molaical.github.io

MolAICal 文章介绍：https://doi.org/10.1093/bib/bbaa161

MolAICal中文博客：https://molaical.github.io/cntutorial.html

MolAICal blogspot：https://qblab.blogspot.com

      

1.介绍

Potential ofMean Force（PMF）可用于描述自由能级图（free energy landscape）。沿坐标的PMF是根据平均分布函数计算的，公式如下：

∆G=-kB*T*lnρ(x,y)

其中T是温度、kB是玻尔兹曼常数。 x和y代表两个主成分。 在本教程中，本示例选择了胰高血糖素受体（GCGR）的分子动力学（MD）模拟结果(Front Chem. 2019 Dec 17;7:851) [1].

2. 材料

2.1. 所需软件

1) MolAICal: https://molaical.github.io

2.2. 示例文件

1) 所有必需的教程文件均可从以下网址下载:

https://github.com/MolAICal/tutorials/tree/master/007-PMF

3. 步骤

3.1. 用MolAICal 软件绘制自由能级图

#> cd 007-PMF

打开“ rmsd-dis.dat”，第一列是RMSD值，第二列是距离。 您也可以使用指定的主成份替换这些数据。然后，运行命令：

[mw_shl_code=bash,true]#> molaical.exe -pmf -i rmsd-dis.dat[/mw_shl_code]

绘制的结果如图1所示

图1. PMF轮廓

运行如下命令， 将以其他形状绘制图形（参见图2）。

[mw_shl_code=bash,true]#> molaical.exe -pmf -i D:/pmf/rmsd-dis.dat -g 20 -l 10 -m conshd -b none -x "RMSD" -y "Distance"[/mw_shl_code]

图2. PMF轮廓

3.2. 高级教程

该部分使用OriginLab软件画出更优美的图片。如果您对此部分不感兴趣，可以跳过。 可以从以下位置下载OriginLab的演示版本：https://www.originlab.com.

运行如下命令:

[mw_shl_code=bash,true]#> molaical.exe -pmf -i rmsd-dis.dat > plot.dat[/mw_shl_code]

其中，“plot.dat” 文件可用于再现自由能全景图。

1)   导入 “plot.dat” (见图3)

图3. 导入数据

2)   双击选定的列C（Y），并将C（Y）更改为Z（参见图4）

图4. 设置绘图参数

3)  选择所有数据列并绘制轮廓（参见图5）

图5. 绘制轮廓

4)  可能显示“Speed Mode is On”。 您可以双击轮廓，单击“ Layer1”，选择“ Size /Speed”，然后取消图6红色框中的选项。如果不想取消“ Speed Mode”，可以跳过此步骤。

图6. 取消“Speed Mode”

5)   如果要在轮廓线上显示数值，可以在轮廓上双击鼠标并选择红框中的labels选项，如图7所示。

图 7. 绘制轮廓

参考文献

1.     Bai Q, Tan S, Perez-Sanchez H et al.Conformation Transition of Intracellular Part of Glucagon Receptor in ComplexWith Agonist Glucagon by Conventional and Accelerated Molecular DynamicsSimulations, Front Chem 2019;7:851.

https://doi.org/10.3389/fchem.2019.00851