NAMD自由能计算教程—1、用eABF和meta-eABF进行多维自由能计算

fhh2626

JAmChemSoc 发表于 2022-10-13 16:14
多谢付老师回复，但是我还是有些疑惑。
小分子在膜内肯定是不稳定的（相对于在蛋白内），但是经典MD表明 ...

如果小分子倾向于从蛋白中运动到膜内，那就是在膜内稳定，如果小分子是可以重复的在蛋白和膜内往返，说明这两种状态自由能接近

ocedight

付老师您好，我想问一下*.traj文件是在r_phi那一列体现目前施加的bias位置吗？我使用lammps结合colvars的meta-eABF方法进行测试，结果发现r_phi的变化十分缓慢，采样效率也不高。下面是我的input文件，在这个条件下，我的traj中的r_phi经过10000步从3.6970598265变动到3.697059971，基本没怎么变化

colvarsTrajFrequency    100
colvarsRestartFrequency 100
colvar {
  name phi
  width 0.2
  lowerBoundary 1.20
  upperBoundary 3.80
  extendedLagrangian   on
  extendedFluctuation  1
  extendedTemp  300
  extendedTimeConstant   200
  subtractAppliedForce  on
  expandboundaries    on
distance {
group1 { atomNumbers 85 }
group2 { atomNumbers 110 }
}
}
colvar {
  name phi2
  width 0.2
  lowerBoundary 1.20
  upperBoundary 3.80
  extendedLagrangian   on
  extendedFluctuation  0.2
  extendedTemp  300
  extendedTimeConstant   200
  subtractAppliedForce  on
  expandboundaries    on
distance {
group1 { atomNumbers 85 }
group2 { atomNumbers 111 }
}
}

abf {
colvars phi phi2
fullSamples 50
applyBias yes
historyFreq 100
writeCZARwindowFile
CZARestimator on
}

metadynamics {
colvars phi phi2
hillwidth  5
hillweight  0.1
welltempered   on
biastemperature  4000

}

harmonicWalls {
name wall1
colvars phi
lowerwalls 1.20
upperwalls 3.80
forceconstant 100
}

harmonicWalls {
name wall2
colvars phi2
lowerwalls 1.20
upperwalls 3.80
forceconstant 100
}

fhh2626

ocedight 发表于 2022-10-14 14:50
付老师您好，我想问一下*.traj文件是在r_phi那一列体现目前施加的bias位置吗？我使用lammps结合colvars的me ...

10000步会不会少了点。。。很难说是什么原因，也有可能再跑跑就有变化了

JAmChemSoc

fhh2626 发表于 2022-10-14 14:18
如果小分子倾向于从蛋白中运动到膜内，那就是在膜内稳定，如果小分子是可以重复的在蛋白和膜内往返，说明 ...

好的，明白了，多谢老师解答。
我最近试了一下使用ABF研究小分子从蛋白中进入膜中（膜中心）的过程：小分子可以穿过蛋白通道，但是到蛋白-膜边界处就不能再往前运动了，好像是磷脂的尾巴挡住小分子前进了。     这是什么原因呢？ 我查了下NAMD的手册，也没有找到有哪个参数可以控制ABF过程中施加的力的大小。。。可控的参数好像只有fullSamples和width这两个。   求老师解答

fhh2626

JAmChemSoc 发表于 2022-10-15 23:30
好的，明白了，多谢老师解答。
我最近试了一下使用ABF研究小分子从蛋白中进入膜中（膜中心）的过程：小 ...

看1楼

Jiao

楼主您好，最近在学习Namd，使用Amber力场。请教下：因为用amber计算体系时，是逐渐从限制蛋白到放开，分4步优化，这在Namd中如何实现呢？期待您的回复，谢谢。

CORR_NAME_TYPE

老师您好！我最近想用NAMD跑个metadynamics，研究小分子结合口袋的两个氨基酸残基的低能构象。因为发现不同的R-group与蛋白结合情况差异很大，且晶体结构中出现两种口袋构象。但NAMD关于metadynamics的教程比较基础，只有ALA的二面角的探究。我本身对metadynamics不是特别熟悉，所以单独看这个教程还是不太清楚怎么设置参数达到我的目的。所以想请教下您，我这个目的，不依赖plumed，只用NAMD是否能达到？（因为网上教程比较多的metadynamics是plumed相关），如果NAMD独立可以完成，那是否有相关文献或教程能参考呢？打扰您了，期待您的回复！谢谢！

fhh2626

CORR_NAME_TYPE 发表于 2023-1-13 18:01
老师您好！我最近想用NAMD跑个metadynamics，研究小分子结合口袋的两个氨基酸残基的低能构象。因为发现不同 ...

可以，设置Colvars就行

Chris——szk

老师您好，我最近想要做的一个体系是多肽和蛋白质相互结合之后，使得蛋白质本身的某一个结构域发生变化从而开放了另外一个结构域的催化中心，多肽和结合口袋形成的形状类似于是双羧酸夹持的样子，想请教一下老师的是，对于这样的体系如果想要探究其构象变换的过程（未知最终构象），使用meta-eABF方法是否合适，除了距离的夹角的CV可以定义之外，不知道使用PCA的CV会不会对探究蛋白质的构象变化有帮助，谢谢老师）））

fhh2626

Chris——szk 发表于 2023-3-26 00:45
老师您好，我最近想要做的一个体系是多肽和蛋白质相互结合之后，使得蛋白质本身的某一个结构域发生变化从而 ...

这个问题很复杂，使用的方法是合适的，不过要选择合适的CV

Chris——szk

fhh2626 发表于 2023-3-26 09:42
这个问题很复杂，使用的方法是合适的，不过要选择合适的CV

老师好，非常感谢老师的回答，在上次得到老师的回答之后，我会去想了一下想要采用pathCV去探究蛋白质构象变化这样子一个过程，但是需要一个终态结构的蛋白构象，所以我会去先做了aMD加速动力学模拟，是对于整个体系做了一个boost，并没有针对于某一个region去做boost，我从轨迹中可以明显看到结构发生了变化，但是一直不太清楚对aMD的结果分析方面应该采用什么反应坐标，先后尝试了psi，phi，phi_psi，发现做出来的PMF曲线都不怎么理想，然后我采用了PCA分析之后的结果作为反应坐标，做了PMF的2D图是这样的，想问一下老师这个采用PCA作为反应坐标合理吗，不平滑应该是模拟尺度不够，然后之前使用psi作为反应坐标不合理的PMF曲线是下面这样的：非常感谢老师）

fhh2626

Chris——szk 发表于 2023-4-18 18:53
老师好，非常感谢老师的回答，在上次得到老师的回答之后，我会去想了一下想要采用pathCV去探究蛋白质构象 ...

蛋白质折叠用单一的二面角来表示应该是很难的，可以考虑PCA，也可以考虑用RMSD，Rg等更能综合反应折叠过程的坐标

Chris——szk

fhh2626 发表于 2023-4-19 10:36
蛋白质折叠用单一的二面角来表示应该是很难的，可以考虑PCA，也可以考虑用RMSD，Rg等更能综合反应折叠过 ...

好的好的谢谢老师，我再研究一下（），f非常感谢！！

秋心

付老师，您好，我最近在学习lammps+colvars使用US计算一个有机分子从气相到液相的自由能变化，我已经实现了把有机分子从气相牵引到液相并且选取了24个窗口对应的初始构象，下面进行每个窗口的采样模拟，但是对于harmonic的设置有点疑惑，不知道该怎么设置实现每个窗口的采样模拟？下面以一个窗口为例，这些设置是按照我的理解来设置的，不清楚对不对，希望老师您指导指导。
harmonic {  
  colvars        dist
  outputEnergy   yes
  forceConstant  1.0
  centers        1.95915304014070e+01
  targetCenters        1.959e+01   
  targetNumStages 0
  targetNumSteps 100000
  outputCenters  yes
}

fhh2626

秋心 发表于 2023-5-9 11:11
付老师，您好，我最近在学习lammps+colvars使用US计算一个有机分子从气相到液相的自由能变化，我已经实现了 ...

harmonic {  
  colvars        dist
  outputEnergy   yes
  forceConstant  50.0
  centers        1.95915304014070e+01
}