gromacs进行拉伸动力学模拟(SMD)时蛋白发生解折叠的疑问？

Zbin

我想使用gromacs的pull功能对蛋白进行拉伸动力学模拟(SMD)。将蛋白C端原子作为拉伸组向Y方向拉伸，同时不进行位置限制，预期结果是蛋白受到力整体向盒子另一边平移，但实际结果却是蛋白质发生了解折叠，不太明白为什么会发生这样的情况(按理来说其他部分并不受到限制)。以下是拉伸部分的输入命令，其中PULL组指的是C末端氨基酸的CA原子，由于只是为了测试所以设置的速度较大：

1. integrator              = md
   
2. dt                      = 0.002
   
3. nsteps                  = 4000000
   
4. nstxout                 = 1000
   
5. nstvout                 = 5000
   
6. nstfout                 = 1000
   
7. nstcalcenergy           = 100
   
8. nstenergy               = 1000
   
9. nstlog                  = 1000
   
10. ;
    
11. cutoff-scheme           = Verlet
    
12. nstlist                 = 20
    
13. rlist                   = 1.2
    
14. vdwtype                 = Cut-off
    
15. vdw-modifier            = Force-switch
    
16. rvdw_switch             = 1.0
    
17. rvdw                    = 1.2
    
18. coulombtype             = PME
    
19. rcoulomb                = 1.2
    
20. ;
    
21. tcoupl                  = Nose-Hoover
    
22. tc_grps                 = SOLU SOLV
    
23. tau_t                   = 1.0 1.0
    
24. ref_t                   = 298 298
    
25. ;
    
26. constraints             = h-bonds
    
27. constraint_algorithm    = LINCS
    
28. continuation            = yes
    
29. ;
    
30. nstcomm                 = 100
    
31. comm_mode               = linear
    
32. comm_grps               = SOLU SOLV
    
33. ;
    
34. ;pull code
    
35. pull                    = yes
    
36. pull-group1-name        = PULL
    
37. pull_ngroups    = 1
    
38. pull-coord1-type        = umbrella
    
39. pull-coord1-geometry    = direction-periodic
    
40. pull-coord1-groups      = 0 1
    
41. pull-coord1-rate        = 0.005
    
42. pull-coord1-init        = 0
    
43. pull-coord1-vec = 0 1 0
    
44. pull-coord1-start       = yes
    
45. pull_coord1_k           = 1000

复制代码

以下分别是体系初始状态和模拟结束后状态的图片。

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目前可以初步推测该现象来自于质心平移的消除，也就是comm-mode，一旦将此项变为None，即可实现预期的分子行为，如下图所示，蛋白分子按照预期平移，且不会发生解折叠。
不过不太确定这样简单的取消去除质心平动的功能是否合理，不过程序没有出现warning。

八月的雨季

我有个问题，楼主这样拉蛋白的一个点，蛋白质拉散架才是正常的现象啊？

喵星大佬

在非平衡模拟的时候不要消除整体平动，因为你施加了外力本来就应该有整体平动

Zbin

八月的雨季 发表于 2022-9-26 11:07
我有个问题，楼主这样拉蛋白的一个点，蛋白质拉散架才是正常的现象啊？

应该再固定一点才会有解折叠现象，想想现实中拉一个自由的蛋白分子，预期也只能发生力方向的平动，不至于整体散开。