使用Gromacs后，gmx_MMPBSA的问题分享

十万嬉皮

  自信的说我真是个很外行的人，分析讨论可以说是一塌糊涂。但是无奈的是后续还要同组同学要用分子动力学做实验，只好赶鸭子上架再把我拎出来了。很久以前我用g_mmpbsa做的后续能量分解。甚至没有用linux系统下运行的，而是上网花20块钱买的win系统下可以运行的脚本。但这个致命的点就在于我基本忘了该输入什么....。所以回到论坛再次寻找解决办法，直到看sob老师说已经可以抛弃g_mmpbsa，使用gmx_mmpbsa，因此决定捣鼓gmx_mmpbsa。 在跑完动力学，查阅一堆资料之后，我做出尝试例如在win下装wsl2 + ubuntu_20.xx，但是我真的不知道下载的一系列软件例如gmx，ambertools等等工具被放在哪，everything查过之后发现哪哪都是（我真的很讨厌给我默认安装在c盘里软件）。然后我就自己鼓捣装ubuntu系统，结果也是不停的犯错，因为我下载的ubuntu是连网站装的，但是我们学校校园网又要登录认证我是真的服了。最终经过几轮重装终于安装上了（B站大学很多教学，尽量跟着教学走，先学会走再去跑）。然后就是安装各种必要的软件，不多赘述。
  gmx_mmpbsa的安装方法某乎上也有，其实我建议结合gmx_mmpbsa官网与某乎大佬的内容一起看比较好。因为我一开始按着原网页的方法去安装，环境配置都做好了，结果到git这一步报错了，原因可能就是他说的：“在这里，要下载先前被删去的第16行：ParmED，这个库在一般的资源库里没有（比如清华镜像），需要用作者自己写的。因为墙的缘故，用git不方便”。到这一步准备条件就基本凑齐了。
  我的体系是：蛋白质（120个氨基酸）-小分子（31个原子，都是CHO）（化学物质） 用的社里2019年的gromacs培训教程做完的动力学模拟。
插句题外话：不得不说，跟着教程走完之后收益真的很大，前提是认真的听完和看完。此外，也正是因为涉足和我专业毫不相干的这个领域，教会了我独立思考，不停寻找解决办法的能力，最重要的还是我学会了用谷歌，摆渡搜什么不显示什么的特点真的能把人逼疯。
  之后就开始一连串的报错：

1. 内存报错：会直接把程序卡住，但我没经历过电脑被卡死机的情况，原因是这里说的“The nmode calculations require a considerable amount of RAM. Consider that the total amount of RAM will be:RAMtotal = RAM1_frame * NUM of Threads If it consumes all the RAM of the system it can cause crashes, instability or system shutdown!”解决办法是调低运行的核心数，-np后面把数字调低。然后进入下一个报错；
2. 在需要加入Top文件的时候，貌似还需要itp文件：这个我不确定，因为我在报错之前就已经想到了这事不对劲，结果报错后我就把itp加上直接又运行了一遍了，虽然后续还是在报错；
3. 轨迹文件处理：当我把跑动力学的索引文件添加到这个程序的时候，我发现他确实是根据我的索引文件走的，但是他自己又生成了一个组。原本最大的组是“23 protein_lig",之后查看他生成的gmx_MMPBSA.log文件时，他又生成了“Group 24 (GMXMMPBSA_REC_GMXMMPBSA_LIG) has 1869 elements”这个组。于是就报错，说我的轨迹文件和他自己生成complex.pdb原子数量不匹配。所以用“trjconv -f md.xtc -n index.ndx -o md_nonwat.xtc”提走了水的轨迹文件，再次运行提示计算成功。然后就进入到下一个问题；
4. 结果问题：因为我加了-nogui，所以尽管报错了，但是报错的不是gmx_mmpbsa的问题（貌似是pyqt5的版本太老或没有的问题，在他的官网上也有解释）我的问题是pbsa结合能过低，与gbsa相差很多。凭借我以前做出来的结果，是pbsa不对劲，有点太低了。

然后我就检查了能量的贡献，发现ΔGSOLV这个指标太大了。然后就上官网找了解决办法，因为在mmpbsa.in文件中的-inp设置默认选择的是2，虽然我看不太懂他说的“When using PB model, inp=2 is used as default to calculate total non-polar solvation free energy, that is, the total non-polar solvation free energy will be modeled as two terms: the cavity term and the dispersion term. The dispersion term is computed with a surface-based integration method closely related to the PCM solvent for quantum chemical programs. ” 但我看懂了他的possible solution “just add inp=1 in the &pb namelist variables in the input file”。更改inp=1后又运行了一次，确实变了：

  暂时告一段落，这部分内容算是暂时捋顺了。但是我不能确定我的输入文件中没有问题或者有可以更优的选项，目前还在一步一步的对照，看和我做的是否相关。如果有错误还请各位老师能指出来。另外如果有朋友犯了和我一样的错误也能有所参照。
  2022.11.-7
  后续进行了gmx_MMPBSA_ana作图程序，发现做出来还是比较好看的，可供调整的选项还不少。还可以一键对默认区域内（mmpbsa.in中的默认选择区域为 6埃），关键氨基酸做热图等等。
  其次进行了对这些关键氨基酸的虚拟丙氨酸扫描。需要注意的是，1. 每次只能选取单个氨基酸进行计算；2. 软件默认的A链是蛋白链（不确定）。

牧生

miniconda真的好好用，但同时它也真的好烦人

十万嬉皮

牧生 发表于 2022-11-3 20:45
miniconda真的好好用，但同时它也真的好烦人

是，我被这个conda和windows自带的商店折腾了好一阵子

5撇到3撇

楼主，我在服务器中运行的gmx_mmpbsa中指定了-np，但是在计算的时候会有np个相同的任务同时计算，而不是np个核心共同算一个任务，不懂并行计算不知道怎么解决

十万嬉皮

5撇到3撇 发表于 2022-11-4 00:09
楼主，我在服务器中运行的gmx_mmpbsa中指定了-np，但是在计算的时候会有np个相同的任务同时计算，而不是np ...

我不知道我理解的对不对，你的意思是不是本来要多个核心同时进行一个任务，但是你-np后是每个核心单独同时进行了这个任务。这个我不太懂，我只能在他官网上找到一些关于mpi的描述：
1. 在某些情况下需要安装MPI依赖关系。仅当您没有通过以下方式安装 gmx_MMPBSA 时才需要conda
示例：sudo apt install openmpi-bin libopenmpi-dev openssh-client；
2. Parallel：gmx_MMPBSA由于仅MMPBSA.py用于MPI执行计算，其余过程（即Amber 拓扑的生成/转换、突变、轨迹划分等）发生在单个线程中。这意味着无需安装任何程序（AmberTools 或 GROMACS）MPI，可以在任何情况下使用，并且在计算之前处理数据所需的时间取决于系统，并且对于两个版本都是相同的（Serial和MPI）。
示例（local）：mpirun -np 2 gmx_MMPBSA MPI -O -i mmpbsa.in -cs com.tpr -ci index.ndx -cg 1 13 -ct com_traj.xtc
示例（HPC）：#!/bin/sh
#PBS -N nmode
#PBS -o nmode.out
#PBS -e nmode.err
#PBS -m abe
#PBS -M email@domain.edu
#PBS -q brute
#PBS -l nodes=1:surg:ppn=3
#PBS -l pmem=1450mb or > 5gb for nmode calculation
cd $PBS_O_WORKDIR
mpirun -np 3 gmx_MMPBSA MPI -O -i mmpbsa.in -cs com.tpr -ci index.ndx -cg 1 13 -ct com_traj.xtc > progress.log
3. Serial：此版本是通过 pip 安装的。AMBERHOME必须设置变量，否则将退出并出现错误。示例命令行调用。
示例：gmx_MMPBSA -O -i mmpbsa.in -cs com.tpr -ci index.ndx -cg 1 13 -ct com_traj.xtc
不知道能不能帮到你，如果还不行还我就按着他的要求重新安装，如果重新安装还不行可能就是电脑的问题，换台电脑重新来？总之找差异一步一步排查问题我觉得应该就可以

xsc6

您好，我在安装过程中也参考了知乎和官网的教程，但是我删除了git这一行之后是failed 不知道是什么原因

艾小野

楼主您好，我目前也是在用gmx_MMPBSA来分析蛋白质和配体之间的结合能分析，MD模拟中蛋白质是用的Amber14sb_parmbsc力场做的，小分子用的Sobtop的GAFF力场生成文件，在mpirun的时候报错显示"Could not find amber14sb_parmbsc.ff/forcefield.itp",是不是就是您提到的不仅需要添加topol，还需要加入itp文件，想请教您是如何添加的呢？



已找到问题原因，因为我没有把这个itp文件虽然粘贴到目录下，但是名称和topol文件中不一致

keplerze

ValueError: invalid literal for int() with base 10: '\\#ifdef'
Error occurred on rank 0.
Exiting. All files have been retained.
application called MPI_Abort(MPI_COMM_WORLD, 1) - process 0
请问这个怎么处理啊

关于时间DE

您好，我在运行时遇到“gmx_MMPBSA does not support water/ions molecules in any structure, but we found 32 molecules in the complex.”这个报错，请问是需要把32个离子删除才能进行分析吗。

Loading0760

关于时间DE 发表于 2024-9-14 11:39
您好，我在运行时遇到“gmx_MMPBSA does not support water/ions molecules in any structure, but we foun ...

gmx_MMPBSA它计算的时候，会调用index.ndx文件，例如计算结合能的时候，你选择蛋白质和配体的index，它会自己生成ligand，receptor和complex的结构，报错提示有水或者离子，你先确定一下，这个是离子是你的配体吗？如果不是，就说明你的index选错了。使用gmx make_ndx检查一下，不需要专门删除的。

关于时间DE

Loading0760 发表于 2024-9-14 11:53
gmx_MMPBSA它计算的时候，会调用index.ndx文件，例如计算结合能的时候，你选择蛋白质和配体的index，它会 ...

您好，是因为ndx选错的问题，现在又有新的问题。在“Building Normal Complex Amber topology”过程中，会进行报错“UnicodeDecodeError: 'utf-8' codec can't decode byte 0xb9 in position 48: invalid start byte”，请问您知道这个过程是调用什么文件需要改成utf-8编码吗

Loading0760

关于时间DE 发表于 2024-9-19 22:50
您好，是因为ndx选错的问题，现在又有新的问题。在“Building Normal Complex Amber topology”过程中， ...

没遇见过，但是这个报错就是python的，你的输入文件都是在命令行里可以看到的，涉及输入的文件就手动改一下编码类型吧。

关于时间DE

Loading0760 发表于 2024-9-20 10:03
没遇见过，但是这个报错就是python的，你的输入文件都是在命令行里可以看到的，涉及输入的文件就手动改一 ...

估计是拓扑的top或者itp出问题了，用winscp远程传文件到服务器的

yph

请问为啥我的蛋白配体算出来能量这么高啊，尤其是bond。后面贴上我的复合物模型，请问是否有问题，而且模拟过程中小分子没有飞出结合位点，我分析的轨迹是最后10ns，请问有佬帮我分析分析问题嘛，感觉结果非常离谱，尤其是小分子的能量

xiaolz

你好 请问这个问题你解决了吗？我也出现了同样的问题