Gromacs模拟高浓度蛋白质水溶液问题

gongrehk · 发表于 Post on 2021-3-11 18:05:11

目前在使用Gromacs做一点蛋白质水溶液中水分子特性的东西，想看一下高浓度下会有什么结果。我用的是9nm的立方盒子，使用insert-molecules命令插入蛋白质分子，不过最多只能插入9个蛋白质分子(浓度大概300mg/mL)。如果我想往盒子中放入更多蛋白质分子进一步提高蛋白质浓度该怎么办呢?
另外，好像关于高浓度蛋白质溶液的MD文章不太多，请问是不是模拟高浓度蛋白溶液会出现什么问题?
谢谢大家的讨论和建议！谢谢！

sobereva · 发表于 Post on 2021-3-12 01:49:50

用packmol
分子动力学初始结构构建程序Packmol的使用
http://sobereva.com/473（http://bbs.keinsci.com/thread-12549-1-1.html）

这类问题研究得少一方面是结果并非是普遍感兴趣的，另一方面体系会相当大，耗时很高
顺带一提，细胞质中水分子、离子、代谢物小分子的动力学模拟已经有人做过，这也算是高浓度生物分子情况下的研究了：

gongrehk · 发表于 Post on 2021-3-12 10:44:38

谢谢老师的解答，我看下这个软件包怎么用。

gongrehk · 发表于 Post on 2021-3-12 17:00:20

老师，我试了下您说的这个方法。用的您构建甲醇盒子的inp文本文件，我根据自己的例子稍微改了一下，具体如下：
tolerance 2.0
add_box_sides 1.2
nloop 250
output 1aki_box.pdb
structure 1aki.pdb
  number 8
  inside cube 0. 0. 0. 87.
end structure
不过并不是很成功，系统提示‘Packmol was not able to find a solution to your  packing problem with the desired distance tolerance.’。想请教下老师:
1. 这是不是因为我加入的分子数太多了？我是不是需要把tolerance值改的更小一些?还是就用目前得到的结果在Gromacs里平衡下就可以？
2. 软件还输出了一个*.PDB_FORCE文件，说是‘Forced point’被输入到这个文件里了?这个文件有什么用处吗?网上并未查到相关介绍。我试着只加入8个分子时，packmol成功运行并未输出这个文件。
3.function value f 是表征什么的呢?有什么用处吗?
谢谢您！

wzkchem5 · 发表于 Post on 2021-3-12 19:55:04

gongrehk 发表于 2021-3-12 17:00
老师，我试了下您说的这个方法。用的您构建甲醇盒子的inp文本文件，我根据自己的例子稍微改了一下，具体如 ...

你从蛋白的长宽高估一下蛋白分子的体积，再算一下水盒子的体积，看看纯从体积上考虑，你想算的浓度能不能达到

gongrehk · 发表于 Post on 2021-3-15 15:22:16

wzkchem5 发表于 2021-3-12 19:55
你从蛋白的长宽高估一下蛋白分子的体积，再算一下水盒子的体积，看看纯从体积上考虑，你想算的浓度能不能 ...

谢谢您的建议。
我算了一下，只是考虑体积的话，12个溶菌酶分子在这个盒子里完全是可以放得下的。

gongrehk · 发表于 Post on 2021-3-15 15:27:59

想请教下老师，虽然Packmol运行结果显示‘Packmol was not able to find a solution to your packing problem with the desired distance tolerance’
但同时也提示：
IMPORTANT:
If the number of molecules and the restraints are correct, it is still very likely that the current point fits your needs if your purpose is to run a MD simulation. Therefore, we recommend to minimize the energy of the solution found, equilibrate it and run with it as well.
这个意思是说如果进行了能量最小化和弛豫过程，用Packmol给的这个构造进行MD模拟也是可以的是吗?
或者还有别的方法处理这种问题吗?

sobereva · 发表于 Post on 2021-3-16 07:24:50

gongrehk 发表于 2021-3-15 15:27
想请教下老师，虽然Packmol运行结果显示‘Packmol was not able to find a solution to your packing prob ...

肉眼看得到的结构，如果基本没问题，就拿它跑

限制加得不合理、要求过严或者有一定冲突的话，就没法得到完全满足你预设要求的结构。但如果最终结果看起来还像话就能用

gongrehk · 发表于 Post on 2021-3-16 21:15:07

好的！谢谢sobereva老师。@sobereva

gongrehk · 发表于 Post on 2021-3-16 23:03:00

老师，我用packmol得到的结果进行MD时，使用gmx pdb2gmx遇到了下面这个问题：fatal error: Atom OXT in residue LEU 129 was not found in rtp enty LEU with 19 atoms while sorting atoms.
查了下资料，有的帖子说这是PDB命名的问题，有以下几种方式可以处理
1.删掉这个原子. 我试了下这个方法,gmx pdb2gmx不再报错,不过这是不是意味着GROMACS把12个溶菌酶视为一个大的蛋白了?
2.把OXT改成OT2,使命名方式和立场itp文件中命名方式一致.
3.使用TER分隔每个蛋白分子.我在PDB文件中每个蛋白最后一行(ATOM 1001 OXT LEU A 129)之后加入了TER作为分隔符.该命令也没有报错,不过生成了很多itp文件,且top文件中最后[ molecules ]显示如下:
[ molecules ]
; Compound #mols
Protein_chain_A 1
Protein_chain_A2 1
Protein_chain_A3 1
Protein_chain_A4 1
Protein_chain_A5 1
Protein_chain_A6 1
Protein_chain_A7 1
Protein_chain_A8 1
Protein_chain_A9 1
Protein_chain_A10 1
Protein_chain_A11 1
Protein_chain_A12 1

请问老师,那种方式更为合理呢?

sobereva · 发表于 Post on 2021-4-4 05:30:10

gongrehk 发表于 2021-3-16 23:03
老师，我用packmol得到的结果进行MD时，使用gmx pdb2gmx遇到了下面这个问题：fatal error: Atom OXT in res ...

2是最直接，也是完美的解决办法
其它两种做法也没问题

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