Amber--入门教程（二）

  1. pdb4amber准备PDB

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    tleap
    pdb4amber name.pdb > name.mbr.pdb

    可以做一份拷贝

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    cp name.pdb name.process.pdb

    • 或者自己建立多肽序列(chignolin e.g.)

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      pro = sequence{ GLY TYR ASP PRO GLU THR GLY THR TRP GLY }
      savepdb pro pro.pdb

    • 处理非标准基团
      pdb文件在MODRES中标注修饰了标准残基变成非标准残基，替换的开始位置，并把用HETATM表示，需要替换回来，否则MSE氨基酸左右没有相连
      例：
      把HETATM改为ATOM，把MSE改为MET，把SE符号改为SD（代表met中的硫），把末尾的SE改为S，注意对齐

      SSBOND定义了CYS二硫键位置
      HETATM记录标准氨基酸以及核酸以外的化合物, 包括抑制剂, 辅因子, 离子, 溶剂中的原子，默认不与其他残基相连，水分子也在其中
      对pdb文件的解读，见 https://jerkwin.github.io/2015/06/05/PDB文件格式说明/

    • 处理溶剂分子
      直接删除，若做显式水溶剂系统，可以保留水分子
    • （可选）氨基酸电子密度缺失
      pdb创建者技术不佳，导致残基缺失 可以用vmd/pymol查看是否有间断，或者直接看基团序号是否连续
    • 处理二硫键
      二硫键在amber中名为CYX，在SSBOND里找到，把对应的CYS改为CYX
      在connect里补充

    • 加氢改名问题
      因为需要给X晶体衍射结构加氢，但非标准基团自带氢或者没有氢，所以需要重命名以便加氢/不加氢

      用H++预测His的质子化位点从而改合适名字
      http://biophysics.cs.vt.edu/faq.php
      HID—δ位置N原子被质子化（多一个H）
      HIE—ε位置N原子被质子化
      HIP—两个位置都被质子化。
      具体用哪个名字，根据体系的pH值来确定，用网站预测。

    • （可选）VMD操作简单教程http://course.sdu.edu.cn/Download2/20151113131122124.pdf
      VMD的基本操作：旋转、平移和缩放。

      • 按下鼠标左键并移动鼠标，围绕平行于屏幕的轴旋转分子（a）
      • 如果是按下鼠标右键并移动，则可以绕着垂直于屏幕的轴旋转分子（b）

      • 菜单mouse选择translate mode，左键平移
        直接在load里下载pdb文件

        感觉还是moe好
        ribbon里选择bb和sc，atom选择element看，很直观，而且本地跑gui界面不卡，不然要吐了

  2. 用leap处理结构文件pdb，mol2(使用参数文件lib, prepi, parm.dat, frcmod)

    1. 加载蛋白质力场
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      source leaprc.protein.ff14SB

    2. 用八面体水盒子溶剂化分子

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      source leaprc.water.tip3p
      name = loadpdb "name.mbr.pdb"
      slovateOct name SPCBOX 14.0

      或使用GB隐式溶剂模型 GBneck2 radii

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      set default PBradii mbondi3

      • 原因：由于溶剂分子影响蛋白质结构功能，如静电相互作用降低反应活化能以及疏水作用，以及折叠稳定性，选择特异性，需要表征溶剂化效应(solvation)；由于计算相对复杂，也有使用隐式溶剂模型处理成统计平均效应，降低模拟时间，但也意味着不是万能的。

      • 优化：使用GPU图形处理器作为计算平台，以及并行计算，多重网格和快速多极子方法能等计算方法

      原理：见附1

    3. 中和电荷
      • 检测电荷
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        charge name
      • 相应加上正负电荷，保存拓扑力场文件以及坐标文件
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        addIons name Cl- (number) 
        addIons name Na+ (number)
        saveamberparm name svt.name.top svt.name.crd

附1

  1. PB方程（poisson-boltzmann）《生物分子模拟中的静电计算》http://lsec.cc.ac.cn/~lubz/Publication/ChinaCP201502.pdf
    计算电解质溶液的静电相互作用偏微分方程，把水简化为均匀电解质，即隐式溶剂化处理。在稀溶液中可以使用Debye-Huckel方程近似
    • 适用条件：弱耦合（低表面电荷密度，低浓度的单价离子溶液，高温度）
    • 局限性：溶液中有一定浓度高价离子，导致粒子间相互作用和关联增强则不适用：
      带相同电荷的物体在高价盐溶液中相互吸引，以及带电胶体在高价盐溶液中的电泳呈现电荷反转
  2. 并行计算
    CUDA：computer unified device architecture, NVIDA开发，GPU运算，核心是C语言编辑器
    OpenML，MPI，Cilk Plus，
  3. 结果可视化
    pymol，VMD
  4. 广义Born模型 GB，对PB的改进，用于构想转变研究，以及大分子大尺度运动
  5. PB与GB都可结合表面积SA，计算蛋白质复合物结合自由能