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分子动力学模拟学习1-采用AmberTools21的MCPB.py构建金属蛋白的top文件

Python 更新时间: 发布时间: IT归档 最新发布 模块sitemap 名妆网 法律咨询 聚返吧 英语巴士网 伯小乐 网商动力

分子动力学模拟学习1-采用AmberTools21的MCPB.py构建金属蛋白的top文件

1. 准备金属蛋白的PDB文件和金属离子的PDB文件:这里以一个含有铜离子和肽段底物的金属酶为例,此完整复合物是由Autodock4半柔性对接得到,经过PyMol处理后得到了文件Enzyme.pdb和CU.pdb。

2. 下载metalpbd2mol2.py文件。AmberTools环境下,运行命令

python metalpdb2mol2.py -i CU.pdb -o CU.mol2 -c 1     #-c指定金属离子电荷;将CU.pbd转换为CU.mol2

 3. 对Enzyme.pdb进行去氢处理

reduce -Trim Enzyme.pdb > Enzyme_removeH.pdb     #直接加氢有时候会出现不对的情况,因此先去掉蛋白上的所有H原子,再在后面加上所有的H原子)

4. 对Enzyme.pbd进行加氢处理

pdb4amber -i Enzyme_removeH.pdb -o Enzyme_fixed_H.pdb --reduce --dry

因为此例中酶的活性中心两个半胱氨酸和铜形成了配位键,因此CYS上巯基的H应该是没有的。所以我们应该在Enzyme_fixed_H.pdb中将半胱氨酸巯基上的HG氢删掉,如果不确定的话可以在PyMol中删除,并将CYS重命名为CYM

5. 将Enzyme_fixed_H.pdb和CU.pdb整合

cat Enzyme_fixed_H.pdb CU.pdb > Enzyme_H.pdb

6. 对Enzyme_H.pdb进行重新标号

pdb4amber -i Enzyme_H.pdb -o Enzyme_fixed_H.pdb

7. 准备Enzyme.in 文件

# input file
# Enzyme.in
original_pdb Enzyme_fixed_H.pdb
group_name Enzyme
cut_off 2.8
ion_ids 4381
ion_mol2files CU.mol2
large_opt 1
software_version g16

8. 使用MCPB.py产生Gaussian优化的文件

MCPB.py -i Enzyme.in -s 1

(这里可能会报错,把Enzyme.in文件和Enzyme_fixed_H文件中的CU1全部改成CU, 注意Enzyme.in里CU的编号正确)

9.上一步一共产生了3个用于Gaussian优化和电荷计算的文件Enzyme_small_opt.com,Enzyme_small_fc.com,Enzyme_large_mk.com。修改文件中的参数,包括优化时使用的内存、核数、以及基组。

10. 执行优化和电荷计算:

g16 < ScFGEM_small_opt.com > Enzyme_small_opt.log

g16 < ScFGEM_small_fc.com > Enzyme_small_fc.log

formchk ScFGE_small_opt.chk > Enzyme_small_opt.fchk

g16 < ScFGE_large_mk.com > Enzyme_large_mk.log

11. 运行命令:

11. MCPB.py -i ScFGE.in -s 2     #获得Enzyme_mcpbpy.frcmod文件

12. MCPB.py -i ScFGE.in -s 3     #获得金属位点的三个文件:CM1.mol2, CM2.mol2,CU1.mol2

13. MCPB.py -i ScFGE.in -s 4     #生成tleap输入文件Enzyme_tleap.in,可以在tleap文件中修改力场参数等信息


12. tleap生成Amber格式的坐标和top文件:

tleap -s -f ScFGE_tleap.in > ScFGE_tleap.out

13. 转换生成用于Gromacs动力学模拟的top文件。建立convert.py文件,内容如下:

import parmed as pmd
#convert prmtop and inpcrd into top and gro
amber = pmd.load_file('Enzyme_solv.prmtop','Enzyme_solv.inpcrd')
amber.save('Enzyme.top')
amber.save('Enzyme.gro')

最后执行:

python convert.py

就生成了用于gromacs模拟的Enzyme.gro和Enzyme.top文件

参考文献:基于amber的MCPB.py构建含金属离子蛋白的力场参数 - 分子模拟 (Molecular Modeling) - 计算化学公社

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