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#MD#模拟教程:gromacs中构建膜蛋白

#MD#模拟教程:gromacs中构建膜蛋白

作者: 生信杂谈 | 来源:发表于2017-07-06 23:51 被阅读138次

    相信很多用gromacs的人都看了李老师组织翻译的gromacs中文教程,里面有膜蛋白的搭建,但是用那种方法搭建非常麻烦与费时。另外一种相对更加友好与简单的方法莫过于CHARMM-GUI: http://www.charmm-gui.org/?doc=input/membrane 中的膜蛋白的构建,其提供了包括NAMD,GROMACS,AMBER,GENESIS,OpenMM以及CHARMM在内的主流分子动力学模拟软件。
    在提供的膜方面,匀类膜(a homogeneous lipid bilayer)可以提供DMPC,DPPC,DOPC,POPC,DLPEPOPE在内的膜模型,异构膜(a heterogeneous lipid bilayer)提供了182种膜分子类型,具体可以查看膜列表(http://www.charmm-gui.org/?doc=archive&lib=lipid

    构建匀类膜蛋白复合物

    1.构建匀类膜蛋白复合物

    为了方便阐述,我们使用PDB:2K4T进行说明。

    图1
    首先我们按照上面的示例进行填写,其中有一个RCSB数据库,一个OPM数据库,其两者的区别在于OPM数据库内记录了许多的蛋白,已经把蛋白的方向确定好了,不需要进行第二步的蛋白方向调整,其余与RCSB数据相同,当然也可以自己选择上传PDB文件。然后点击Next Step这个比较难发现,在中部位置。

    2.阅读PDB文件

    图2

    这一部分需要修改的内容不是很多,一个是选择Model(如果有多个模型的话),另外一个部分就是选择Type以及链的起始中止。
    在确认后会有一系列操作选择,因为截图是老版本的,新版本的有更多的设置,例如突变等等,大家可以详细操作练习的时候查看。

    图3

    在教程内我们直接下一步。

    3.方向和位置设置

    当PDB读取完毕,将会生成CHARMM格式的PDB和PSF文件在后面使用。双层膜的方向和位置会被列出。蛋白的方向位置不仅对蛋白的功能很重要,而且在膜系统构建中对于系统大小是非常重要的。如果蛋白是channel-like状结构,选择"Pore Water Generation"来设置在分子通道区域内生成水分子。
    CHARMM PDB中的view structure可以调用jsmol查看蛋白的构象,当然也可以自己进入VMD中查看。

    蛋白图

    具体设置如下,因为这个是通道蛋白需要勾选Pore water

    此步生成的文件可以在此下载:https://pan.baidu.com/s/1i5vGt4h

    4.测定体系大小

    经过一段时间的等待,我们进入图中STEP2步骤,主要是用来选择膜的模型,其中有许多选项,教程中选择的DMPC模型,然后厚度修改的为12。然后点击下一步

    图5

    5.构建复合物体系Ⅰ

    在每一步交互表明将会显示前一步产 生的内容,然后设置后一步。我们测定体系的大小。在如图中的虚拟位点将会被脂替换,可以查看确认一下是否正确。

    图6

    6.构建复合物体系Ⅱ

    这一步膜将会如下图一样生成

    图7

    之后原子与水同样会生成

    图8

    7.装配系统

    之后会两个构成的系统进行装配成一个系统。

    图9

    8.平衡输入文件

    由于计算量的问题,网站只会生成平衡输入文件,然后可以下载下来在本地运行。

    图10

    当然您也可以在此下载官方视频进行查看:
    https://pan.baidu.com/s/1i4JgHHr

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