膜蛋白大体系如何长时间模拟（全原子模拟不现实？）

蓝沐轩_lemshine · 发表于 Post on 2021-4-9 18:25:23

请教，我的体系是膜蛋白（蛋白有3101个氨基酸残基组成，48332个原子，膜是用的POPC膜，34656个原子，跑MD时加上水和离子之后，有35w个原子），体系较大，在用全原子力场时，用amber模拟很耗时，我的模拟时间大概需要1-3微妙，很耗时间，请教有没有什么方法能加速模拟时间，在想是做粗粒化模拟还是使用隐式溶剂模型？望大家解答，谢谢！

Kamala · 发表于 Post on 2021-12-15 20:31:06

Kamala 发表于 2021-8-7 20:04
楼主你的tleap文件可是分享一下吗。我用charmm_gui做出来的膜蛋白体系，用charmmlipid2amber.py转化后 ...

兄弟你简直问道我心坎上了，请问最后有解决这个问题吗

喵星大佬 · 发表于 Post on 2021-10-11 17:34:35

k64_cc 发表于 2021-10-11 13:32
就GMX的架构设计而言，intermolecular interaction部分放哪都差不太多。你有做过同其他软件的benchmark吗 ...

并没有，只会用Gromacs和Lammps，而且Lammps属于入门级

k64_cc · 发表于 Post on 2021-10-11 13:32:13

喵星大佬发表于 2021-10-11 12:27
也就LJ计算和PME短程部分的步长提高了，不过此时成键项不能在GPU计算了而只能用CPU，PME长程部分也不能mt ...

就GMX的架构设计而言，intermolecular interaction部分放哪都差不太多。你有做过同其他软件的benchmark吗？

喵星大佬 · 发表于 Post on 2021-10-11 12:27:11

k64_cc 发表于 2021-10-10 07:31
MTS相当于步长变大，可不快了嘛……

也就LJ计算和PME短程部分的步长提高了，不过此时成键项不能在GPU计算了而只能用CPU，PME长程部分也不能mts，否则提升会更大

喵星大佬 · 发表于 Post on 2021-10-10 16:11:30

hdhxx123 发表于 2021-10-10 15:21
那么代价是什么呢

实话实说，基本没有

hdhxx123 · 发表于 Post on 2021-10-10 15:21:11

喵星大佬发表于 2021-10-10 05:37
Gromacs 2021以后的版本开启mts可以大幅提高速度，结合联合原子力场完全OK。最近实测某膜蛋白体系，蛋白约5 ...

那么代价是什么呢

k64_cc · 发表于 Post on 2021-10-10 07:31:14

喵星大佬发表于 2021-10-10 05:37
Gromacs 2021以后的版本开启mts可以大幅提高速度，结合联合原子力场完全OK。最近实测某膜蛋白体系，蛋白约5 ...

MTS相当于步长变大，可不快了嘛……

喵星大佬 · 发表于 Post on 2021-10-10 05:37:08

本帖最后由喵星大佬于 2021-10-11 12:23 编辑

Gromacs 2021以后的版本开启mts可以大幅提高速度，结合联合原子力场完全OK。最近实测某膜蛋白体系，蛋白约5200(联合)原子，膜25600(联合)原子，加上水跟抗衡离子总共约230000(联合)原子，折算成下全原子比你的体系略小，用Gromos54a8-v1力场，2fs步长，一块2060s跑NPT10ns仅用3小时多，一天能跑73ns，而不开mts一天38ns。如果是3080Ti之类的高端型号显卡在可接受的时间内完成你的体系是绝对OK的，提升幅度甚巨，分析结果也没啥区别

，而且我这个体系由于蛋白形状的原因(太高了)导致水占比极高，削弱了联合原子力场省时间的优势，如果是比低矮较矮，多跨膜结构的蛋白会更有优势

Kamala · 发表于 Post on 2021-8-7 20:04:04

蓝沐轩_lemshine 发表于 2021-4-10 08:42
好的谢谢Sob老师的解答

楼主你的tleap文件可是分享一下吗。我用charmm_gui做出来的膜蛋白体系，用charmmlipid2amber.py转化后进行tleap，就没成功过，显示一大堆FATAL: Atom .R<CSER 317>.A<OT2 17> does not have a type.和FATAL: Atom .R<WAT 5955>.A<H2 3> does not have a type，不知道怎么办

蓝沐轩_lemshine · 发表于 Post on 2021-4-10 08:42:20

sobereva 发表于 2021-4-9 23:56
既然你对蛋白质结构信息这么关注，就不要用粗粒化
粗粒化力场局限性很大

好的谢谢Sob老师的解答

sobereva · 发表于 Post on 2021-4-9 23:56:58

蓝沐轩_lemshine 发表于 2021-4-9 21:56
感谢您的解答，我在文献上看到过和我差不多的体系，用的是PACE联合力场（ the Protein in Atomistic deta ...

既然你对蛋白质结构信息这么关注，就不要用粗粒化
粗粒化力场局限性很大

你这种大小的体系用联合原子力场结合高端的GPU加速也能跑得动。不要试图用GB，很容易糟质疑

sobereva · 发表于 Post on 2021-4-9 23:56:08

蓝沐轩_lemshine 发表于 2021-4-9 21:51
感谢您的解答，还有一个问题就是，我的膜蛋白体系在用amber做MD的时候，刚跑到prod阶段膜就被跑散了，我 ...

跑散是因为结构或参数或拓扑信息有问题
“全原子力场的相互作用太多”完全是玄学，不要以为粗糙得多的粗粒化反倒更好

蓝沐轩_lemshine · 发表于 Post on 2021-4-9 21:56:36

wuzhiyi 发表于 2021-4-9 20:05
直接上粗粒话
刚好马丁尼3也出来了

感谢您的解答，我在文献上看到过和我差不多的体系，用的是PACE联合力场（ the Protein in Atomistic details coupled with Coarse-grained Environment），即蛋白用的联合原子力场，磷脂和水用的是粗粒化，对这个不太了解，想请教如果粗粒化的话是整个全部都粗粒化呢？还是粗粒化一部分呢？我研究的目的是测两个氨基酸残基之间的距离随时间的变化曲线，感谢您的解答！

蓝沐轩_lemshine · 发表于 Post on 2021-4-9 21:51:27

喵星大佬发表于 2021-4-9 20:02
看计算资源吧，大概30W原子，全原子的体系用单张2060s速度大概5ns每天，如果有多张显卡的话一般每张都单独 ...

感谢您的解答，还有一个问题就是，我的膜蛋白体系在用amber做MD的时候，刚跑到prod阶段膜就被跑散了，我是用charmm-gui构建的popc膜，不清楚什么原因，正在检查错误，另外如果不加膜，光跑蛋白和配体的话，跑到大约250ns左右，蛋白居然也会跑散，不知道是不是因为全原子力场的相互作用太多的缘故，感谢您的解答！

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