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AMBER分子动力学模拟技术

AMBER分子动力学模拟技术

作者: 桃子0 | 来源:发表于2021-12-20 11:49 被阅读0次

    AMBER分子动力学程序包是加州圣弗兰西斯科大学(University of California San Francisco,UCSF)的Peter A Kollman和其同事编的,程序很全,现在已经发展到版本9.0。AMBER功能涵盖种类非常多的生物分子,包括蛋白、核算以及药物小分子。

    以下是AMBER软件包中四个主要的大程序:

    Leap:用于准备分子系统坐标和参数文件,有两个程序:

    xleap:X-windows版本的leap,带GUI图形界面。

    tleap:文本界面的Leap。

    Antechamber:用于生成少见小分子力学参数文件的。有的时候一些小分子Leap程序不认识,需要加载其力学参数,这些力学参数文件就要antechamber生成。

    Sander:MD数据产生程序,即MD模拟程序,被称做AMBER的大脑程序。

    Ptraj:MD模拟轨迹分析程序。

    课程主要知识点:

    1 分子力学简介

    1.1 分子力学的基本假设

    1.2 分子力学的主要形式

    2 分子力场

    2.1 分子力场的简介

    2.2 分子力场的原理

    分子力场的分类及应用

    1 LINUX 简介

    1.1 用户属组及权限

    1.2 目录文件属性

    1.3 LINUX基础命令

    1.4 LINUX环境变量

    Shell常用命令练习

    1 AMBER简介和安装

    1.1 GCC简介及安装

    1.2 Open MPI简介及安装

    AMBER安装运行

    1 模型文件的预处理

    1.1 模型来源简介

    蛋白文件简介

    1 模型文件的预处理

    1.1 蛋白预处理

    小分子预处理

    1.1 AMBER力场简介

    1.2 拓扑文件、坐标文件简介

    1.3 top、crd文件的生成

    1.4 tleap模块的使用

    案例实践:

    HIV-1复合物的预处理

    1 能量优化、分子动力学模拟

    1.1 能量优化意义以及方法

    1.2 模拟温度调节意义及方法

    1.3 溶剂模型分类及选择

    1.4 动力学模拟输入文件的编写

    1.5 运行分子动力学模拟

    1.6 输出内容解读

    案例实践:

    HIV-1复合体系能量优化、分子动力学模拟

    1 焓变计算

    1.1 实验数据分析及检索

    1.2 MM/PBSA结合自由能计算原理

    1.3 GB模型讲解及分类

    1.4 焓变输入文件的编写

    焓变结果解读

    1 熵变计算

    1.1 Nmode计算熵变原理

    1.2 熵变输入文件的编写

    1.3 焓变结果解读

    实验值与理论值对照分析

    案例实践:

    HIV-1与抑制剂之间结合自由能计算

    1 3D可视化分析

    1.1 VMD安装和使用

    1.2 Discovery Studio 安装和使用

    Pymol 安装和使用

    1 构象分析

    1.1 RMSD分析

    1.2 B-Factory 分析

    RMSF分析

    1.1 RG分析

    1.2 二级结构分析

    1.3 VMD动画展示

    距离角度测量

    1 能量分析

    1.1 残基分解(相互作用分析)

    1.2 丙氨酸扫描(寻找热点残基)

    1.3 氢键网络(其它相互作用)

    1 经典文献工作复现(请同学在课前自行下载仔细阅读)

    1.1 Jianzhong Chen, Xingyu Wang, Laixue Pang, John Z H Zhang, Tong Zhu. Nucleic Acids Res., 47(13): 26 Pages 6618–6631.

    DOI: 10.1093/nar/gkz499

    (1) MM/GBSA结合自由能计算

    (2) 相关性分析

    (3) 相互作用能的提取与讨论

    (4) 氢键网络分析

    (5) RMSF分析热点残基和活跃结构区域

    DCCP解析体系内部动力学特征

    1.1 Fu, Tt., Tu, G., Ping, M. et al. Subtype-selective mechanisms of negative allosteric modulators binding to group I metabotropic glutamate receptors. Acta Pharmacol Sin (2020).

    DOI: 10.1038/s41401-020-00541-z

    (1) 分子对接技术

    (2) MD模拟运动学

    (3) NAMs与mGlu1和mGlu5结合的初始结合构象

    (4) mGlu1-NAM配合物的相互作用及结合自由能分析

    (5) NAM绑定mGlu1中的“热点”和“热点”残基分析

    (6) mGlu5-NAM配合物的相互作用及结合自由能分析

    (7) NAM–mGlu5共同识别机制分析

    (8) 分子动力学模拟真实性检测

    (9) mGlu1和mGlu5对NAMs的选择机制

    (10) mGlu1和mGlu5中非保守残基的不同性质决定了NAMs的结合模式

    (11) mGlu1和mGlu5中保守残基稳定NAMs结合模式的不同作用

    双靶标抑制剂的结合机制

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