gmx make_ndx制作索引文件

gmx make_ndx [-f [<.gro/.g96/...>]] [-n [<.ndx> [...]]] [-o [<.ndx>]]

[-nice ] [-natoms ] [-[no]twin]

几乎每个GROMACS程序都需要使用索引组. 所有程序都可以生成默认的索引组. 只有 需要 特殊 索引组的时候, 你才不得不使用gmx make_ndx. 一般情况下, 整个体系会有一个默认组, 蛋白质会有九个默认组, 每个其他的残基会有一个默认组.

当没有提供索引文件时, gmx make_ndx也会生成这些默认组. 借助命令中的索引编辑器, 你可以选择原子, 残基或链的名称和数目. 如果提供了运行输入文件, 你也可以选择原子类型. 可以使用NOT, AND或OR等逻辑判断词, 你可以将索引组分成链, 残基会原子. 你也可以随意删除或重命名索引组.

在索引编辑器和索引文件中, 原子编号都是从1开始的.

选项-twin可以复写所有索引组, 并对其施加-natoms的偏移. 在设置计算电生理双层膜时, 这个选项很有用.

补充说明:GROMACS的索引文件, 即index文件, 扩展名为.ndx, 可使用make_ndx程序生成.

索引文件是GROMACS的重要文件, 使用它可以在模拟过程中为所欲为. 举一个简单的例子, 如果想详细了解HIV整合酶切割DNA的反应机理, 使用量子力学方法模拟反应位点的反应过程, 而对其他部位使用一般的分子力学方法进行模拟. 于是我们就面临一个对模拟体系进行分开定义的问题. 在GROMACS中, 我们可以使用索引文件来达到目的. 基本思路是这样的, 在索引文件中, 定义一个独立的组, 这个组包括反应位点附近的所有原子. 在模拟的.mdp文件中, 对这个组定义使用量子力学模拟. 对蛋白进行量子力学模拟时, 一般使用洋葱模型. 所谓洋葱模型, 就是对反应位点使用高水平的方法, 对距离反应位点一定半径范围内的, 使用低水平的方法, 然后其他部分使用分子力学方法. 在这种情况下, 就可以在索引文件中定义高水平方法组, 把需要使用高水平方法的原子放到这个组中; 再定义低水平方法组, 指定使用低水平方法的原子.

再举一个例子, 比如说在进行SMD(Steered Molecular Dynamics)时, 要对蛋白膜上的一个原子或者残基施加作用力, 那么可以建立一个索引文件, 在该文件中定义一个组, 把要施力的残基或者原子放到该组中. 然后在相应的文件中就可以使用该组了.

make_ndx程序可用来选择原子组(要分析的某些特定原子或残基的ID标签)并创建索引文件. GROMACS已经定义了一些默认的组, 对普通分析可能够用了, 但如果你想进行更深入的分析, 如为了在模拟中固定某些特定的组, 或获得某些组的特殊能量信息, 则需要使用make_ndx程序来指定这些组.

运行make_ndx后, 可使用r选择残基, a选择原子, name对多组进行改名, 还可以使用|表示或运算, &表示与运算. 下面是几个简单的例子:

r 56: 选择56号残基

r 1 36 37: 选择不连续的残基

r 3-45: 选择3至45号残基, 使用连接符指定残基标号范围

r 3-15 | r 23-67: 选择3至15, 23至67号残基

r 3-15 & 4: 选择3至15号残基的主干链原子, 在索引文件中, 4号组为默认的主干链.

r 1-36 & a C N CA: 使用包含&的命令指定只包含骨架原子的残基范围

新建索引组的默认名称(如r_1_36_37)很繁琐, 可以使用name命令进行修改. 如name 15 Terminal可将组15的名称改为Terminal. 修改后我们可以使用v命令查看名称是否修改成功, 使用q命令保存修改并退出.

需要注意的一点就是, 对make_ndx的选择, 处理是由左向右依次执行的, &和|没有优先级别之分. 如r 1-3 | r 5-9 & CA会先选择1-3, 5-9号残基, 再从中选择CA原子.