蛋白质-DNA复合物分子动力学模拟原创

欢迎来到七叶听血液I频道，我是赵云飞，今天我们来讲使用g max开展蛋白质DNA分子动力学模拟。的相关内容，蛋白质与DNA分子动力学模拟。需要各自对应的立场，教程将带大家学习如何选择合适的立场，完成整套分子动力学模拟视频后半段我们还会讲解如何对MD轨迹文件开展分析，那我们正式开始。首先，你需要安装gro max, 如果你使用Linux或者boontu系统，就不用安装daso。其他系统则需要安装doso，这里是我整理好的完整命令行。完整的安装教程可以在我们的YouTube频道找到。我会把链接放在视频简介区，首先打开power shell更新dosso，更新完成后重启电脑，接着在微软应用商店安装Ubuntu dasso就会一并部署到电脑，安装结束后执行命令更新系统。在安装chro max所需依赖。

之后下载g max2025版本。完成软件安装。安装完毕要source c max, 并把配置设置永久生效。使用这条命令即可。接下来配置排放环境。C max仅支持Python3.5、3.7本教程，使用Python3.7安装Python版本管理7创建全新虚拟环境。用命令完成环境配置修复。安装Python3.7。在版本管理器内新建环境。环境管理器装好之后。Source, 并激活这个虚拟环境。在环境内安装依赖包。Peep lum PE networks.

这些是运行g max的必备包，缺少依赖将无法运行软件安装完成后执行命令校验安装所有命令我会上传到github，下载链接放在视频简介。以上是快速安装流程。需要完整分布教程，点击简介内的视频链接查看。本次示例使用复合物EEF，也就是新酯蛋白DNA复合物下载legacy格式的PDB文件，文件下载完成。我把文件导入discovery studio, 可以看到文件中含有水分子。体系包含蛋白质，还有2段DNA链。总共有3条链，另外还有水分子。

框选所有水分子。选中水分子之后。按下删除键，清除全部水分子。文件中还有部分杂原子。选中并将它们删除。继续选中，其余杂原子删除。旋转模型检查是否还有残留杂原子。

处理完成后，体系剩下3条分子链。点击箭头查看，这是其中一条DNA链。另一条为互补DNA链。第三条链是目标蛋白。水分子已经全部清除完毕。点击文件选择另存为。保存类型选择蛋白质PDB格式。命名为CPDB。保存到工作文件夹当中。如果你熟悉discovery studio, 操作会很简单。如果不熟悉，我们有配套教程。

教程链接同样放在视频简介。打开开始菜单，启动Ubuntu。Ubuntu终端已经打开。我在桌面新建了GMX工作文件夹。已经把CPDB放入该目录。接下来需要在bootu访问这个文件夹。复制Windows文件夹路径。粘贴到文本编辑器进行修改。需要转换成bootu可识别的路径格式。把路径里面所有反斜杠替换成正斜杠。

驱动器盘符改为小写。路径前面添加mitt。最前面加上CD空格。复制、修改完成的完整命令。粘贴到oubuntu终端回车执行。如果报错检查路径少写的斜杠。修正后再次复制粘贴执行。

现在已经成功进入GMX工作目录。输入LS，可以看到CPDB文件。进入目录之后，激活虚拟环境。使用前面安装阶段建好的Python环境。复制激活命令，粘贴到终端。虚拟环境激活成功。接下来执行GMXPDBGMX命令。输入我们处理好的CPDB。

输出grow结构文件与拓扑top文件。我们分步讲解每一步操作。本案利用的是已经结合好的蛋白DNA复合物。如果你的蛋白DNA是两个独立文件。需要先做分子对接，得到对接后的复合物。将对接结果保存为单个PDB文件。我们有蛋白DNA对接教程链接放在简介。准备好CPDB之后，复制这条命令。

粘贴到oubuntu终端，按下回车。终端会列出c max内置全部立场。这里我们选择编号6。AMBER99SBLDN蛋白搭配MBER94核酸立场。这套复合立场同时适配蛋白与核酸。输入数字6，按下回车。接下来需要选择水模型。推荐选用TIP3P水模型，输入数字1。

回车程序开始处理全部分子链。出现gro max提示代表命令执行成功。文件夹生成HP process等文件。软件自动识别蛋白链、DNA链，分别生成HT pap.下一步定义模拟盒子读取process grow.

输出box grow, 设置盒子边界距离1nm。复制命令，粘贴终端回车运行。屏幕输出盒子向量、角度、体积信息执行成功。盒子构建完成，接下来进行融计划。执行salviet命令，读取box grow, 填充SPC216水。

复制容计划命令粘贴终端回车。程序加入8973个溶剂分子，自动写入拓扑文件。提示信息出现容计划完成。接下来准备离子输入文件nano I MP.回车进入nono文本编辑器。粘贴配置参数，CTRL+O保存，CTRL+X退出。

使用group生成ITPR输入文件。复制命令，粘贴终端，执行完成。MDP配置文件我会提供下载。下一步添加离子中和体系电荷，使用钠离子、氯离子。

复制命令，粘贴终端回车。提示选择溶剂组，输入solve。程序替换水分子，加入钠离子与CL离子。进入能量最小化步骤，新建MMP。Nano m MP回车打开编辑器。粘贴全部能量最小化参数，保存退出。

MMP文件我同样会提供下载。先运行group编译能量最小化参数。执行能量最小模拟命令。能量最小化运行结束。

接下来做MVT系综平衡，新建MVTMP。Nano mvtmp回车，打开编辑器。粘贴MVT参数配置保存退出。Group编译NVT模拟输入参数。执行NVT模拟加上V可以查看剩余时间。

演示案例设置5万步对应100皮秒。正式模拟需要增大步数，修改MDP文件即可。NVT模拟任务运行完毕。进行MPT系综平衡。新建NTMP。

Nanot mtp粘贴参数保存退出。Group编译MPT参数，运行MPT模拟。

NPT运行耗时取决于你的电脑性能。MPT平衡结束，开始MD生产，模拟新建MTMTP。

粘贴生产模拟参数，保存退出。演示设置1ns，实际科研可以调到100ns。编译参数执行生产MD模拟。

生产模拟完成，生成MTXC轨迹文件。接下来开展轨迹技术分析。首先计算RMSD，复制命令运行。

选择参考组与输出组。这里选择蛋白质。输出arms xvg结果文件。XVG文件可以用Excel绘图。也可以安装X Grace软件可视化绘图。

输入X Grace arms X VG, 直接打开曲线图。

下一步计算蛋白DNA之间氢键。

分别穴、DNA组、蛋白组进行计算。运行完成，用X Grace查看氢键数量曲线。计算RMSF均方根波动，选择蛋白组。

输出结果X Grace, 查看残疾波动曲线。计算回旋半径RG，调用GMXGRE。

选择蛋白组输出回旋半径结果。接下来计算溶剂可及表面积sasa。执行sasa命令，得到sasa变化曲线。

所有XVG文件均可导入Excel作图。想要得到模拟平均结构，先去除轨迹平动旋转。

选择骨架原子座拟合输出整个系统。处理完轨迹，生成平均PDB文件FPDB。读取全部系统原子输出平均结构。

FPDB可以导入discovery studio查看。文件包含水与离子，可以只保留蛋白DNA链。

高级分析，比如mimpsa自由能景观。

我们频道有完整g max教程合集。有问题欢迎评论区留言点赞订阅，感谢观看。