2021-03-17

Amber--入门教程（一）

氨基酸大分子为例

基础知识

amber基础流程
- 输入pdb文件
- pdb4amber转换
- leap或antechamber（非标准分子）或MCPB加载力场
- 生成prmtop和prmcrd文件
- 使用parmed检验并评估上述文件
- 进行后续命令处理，利用mdin文件，NAB语言

不同名称文件包含不同信息

pdb文件包含笛卡尔坐标
prmtop文件，又名parm7，top，包含分子，原子名称、种类，电荷，键关系，键参数和非键参数信息，而inpcrd文件包含初始位置坐标
lib文件是系统自带的连接，原子名称文件等，似乎必不可缺。（不太清楚功能）
对于标准pdb文件提供的信息，amber根据leaprc中的力场文件计算top和crd（还可以用补充包frcmod，但似乎容易报错？）。以及对于非标准可以用antecamber模块建立自己的力场，见http://ambermd.org/tutorials/basic/tutorial4b/
Amber的各种模块

准备模块
- LEaP：
  - 创建新系统或修改现有系统的主要程序
  - 包括命令行程序tleap或GUI xleap
    1
    tleap
- pdb4amber：
  - 因为pdb不是为amber设计的，先用pdb4amber模块转换一下
  - 看CYS有没有写成CYX，连接二硫键
    1
    2
    3
    bond <unit>.<residue #>.<atom name> <unit>.<residue #>.<atom name>
    #例：连接1，4二硫键
    bond MyUnit.1.SG MyUnit.4.SG
- parmed:
  - 提取top文件中参数信息
  - 检查参数拓扑文件对复杂系统是否有效（见checkValidity命令）或简单修改文件
- antechamber
  - 用通用Amber力场（GAFF）开发类药物分子或modified amino acids力场的主要程序。这些力场可以直接用于LEaP中，也可以作为进一步参数开发的起点
- MCPB.py
  - 建立，验证金属蛋白和有机金属化合物MM（分子模拟）模型的方法
- IPMach.py
  - 离子非键合模型参数化
  - 化学键合模型：与量子化学相关，见《化学键合模型概念的发展》http://d.wanfangdata.com.cn/periodical/hxtb2200808001
- paramfit
  - 拟合量子数据，生成分子键合力场参数
- packmol-memgen
  - 处理脂质混合物，多层膜系统
  MM，模拟模块
- sander
  - 能量最小化的主要程序，利用梯度下降法
  - 分子动力学模块利用牛顿力学
- pmemd
  - sander的一个版本，做了运算速度合并行扫描的优化，pmemd.cuda在GPU上运行
  - 能进行Born模拟
- mdgx
  - 包含C语言，简化力场计算的信息流
  - 可以重新设计分子动力学算法和模型
- NAB 核酸建构
  - 用于写非周期性模拟的程序语言，用于隐式溶剂力场，替代nmode程序，见37.1节
  分析模块
- mdout.analyzer.py
  - 提供sander/pmemd输出的信息概要
- cpptraj
  - 主要的trajectory轨迹分析工具，cpp编写，用于叠加态计算，坐标提取，键/角/二面体值计算，原子位置波动，相关函数（描述函数相关程度），氢键分析，等
- pytraj
  - cpptraj的python包装，结合了numpy，scipy，ipython-notebook模块
- pbsa
  - 生物分子的溶剂介导能量学的分析，连续计算静电和非静电；支持溶剂介导的静电势可视化
- MMPBSA.py
  - 分析动力学模拟snapshot的能量
- FEW
  - 自由能工作流，用TI，MM/PBSA或LIE计算蛋白质与配体结合的自由能
- amberlite
  - 分析蛋白质配体相互作用，NAB程序，python脚本
- XtalAnalyze
  - 分析晶体模拟轨迹
  更多模块
  见1.2的List

基础知识

准备模块

MM，模拟模块

分析模块

更多模块