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AMBER分子动力学简例（二）

分子动力学（1）

真空模式

真空模式分子动力学模拟将使用NVT系宗分两步进行，即系统能量最优化和分子动力学过程。

1、系统能量最优化。我们将使用淬火能量最优化解除系统内原子之间的不正常相互作用，这些原子之间的高能量相互作用如果不消除，可能影响后续的分子动力学过程。因为动力学过程是能量梯度变化的，太高的能量壁垒可能让MD局限在某一个能量局部最小化位置中。

Sander程序是分子动力学模拟程序，它的主要功能是能量最优化，动力学模拟和NMR优化计算。我们必须给Sander一个运行的配置文件，使其按照我们的要求进行计算。能量最优化的配置文件如下：

"min_vac.in"

oxytocin: initial minimization prior to MD

&cntrl
imin = 1,
maxcyc = 500,
ncyc = 250,
ntb = 0,
igb = 0,
cut = 12
/

Sander程序的基本命令参数如下：

sander –O –i in –o out –p prmtop –c inpcrd –r restrt [-ref refc –x mdcrd –v mdvel –e mden –inf mdinfo]

所以我们的命令可以如下：

sander –O –i min_vac.in –o min_vac.out –p oxy_vac.top –c oxy_vac.crd –r oxy_vacmin.rst &

可以使用more命令或者tail命令查看min_vac.out的输出内容，那是能量最优化的记录。

2、分子动力学模拟。

Sander程序的配置文件为：

md_vac.in

oxytocin MD in-vacuo, 12 angstrom cut off, 250 ps
&cntrl
imin = 0, ntb = 0,
igb = 0, ntpr = 100, ntwx = 500,
ntt = 3, gamma_ln = 1.0,
tempi = 300.0, temp0 = 300.0,
nstlim = 125000, dt = 0.002,
cut = 12.0
/

命令为：

sander –O –i md_vac.in –o md_vac.out –p oxy_vac.top –c oxy_vacmin.rst –r oxy_vacmd.rst –x oxy_vacmd.mdcrd –ref oxy_vacmin.rst –inf mdvac.info &

MD的计算过程一般比较久，真空相对与溶剂中要快以下，250ps的模拟大概在一个主频为2。0GHz的Linux单机上运行5分钟。

以上配置文件中用到很多参数，这些参数这是sander程序参数的一小部分，以下将相应解释。如果要了解sander的其他参数，请阅读AMBER用户指南。

&ctrl和"/"：sander的参数一般要求出现在这两个标识符号之间，参数以及这两个标识符被称做控制模块。

cutoff：以纳米为单位的截矩。即超出截矩范围的非键连接相互作用将不计。

ntr：原子位置能量抑制位，1表示抑制，0表示不抑制。

imin：能量最优化标志位。1表示sander将进行能量最优化，0表示让sander进行分子动力学模拟。

macyc：能量最优化次数。

ncyc：便是经过多少次能量优化以后，能量优化从淬火过程变为梯度变化过程。

ntmin：能量优化方法标志位。0表示前10个能量最优化为淬火过程，然后进行梯度能量优化；1表示ncyc次淬火过程，然后进行梯度能量优化，为默认值；2表示只进行淬火过程。

dx0：表示启动模拟步长。

dxm：最大优化步数。

drms：梯度能量优化标准，默认值为1.0E-4 kcal/mol.A。

更多参数将在后文中解释。