Monolayer Builder

Monolayer Builder帮助用户生成构建用于分子动力学模拟的蛋白质/单层（或仅单层）系统所需的一系列CHARMM输入。下面给出了每个步骤的简要描述。

在各种其他构建方案中，用户可以在步骤3中选择“插入”或“替换”方法。（用户可以在步骤3中选择其中之一，见下文）。

■插入方式

将蛋白质插入具有大小与蛋白质大小相当的孔的预平衡脂质双分子层中（脂质双层的文库可在档案中获得）

■更换方式

蛋白质首先由脂质样球体包装，其位置随后用于从库中随机选择脂质分子（脂质分子库可在档案中获得）

单分子层系统的构建过程与双分子层系统相同，只是在步骤5中使用周期性边界条件将双分子层系统转换为单分子层系统（参见转换步骤）。

请注意

为平衡和生产提供了NAMD输入（v2.7b3或之后）（参见STEP6）。在所有输入文件生成后，当您下载tar存档（“charmm-gui. tgz”）时，可以在“namd”目录中找到输入文件。
GROMACS输入（v5.0或更高版本）用于最小化、平衡和生产（参见STEP6）。在所有输入文件生成后，当您下载tar存档（“charmm-gui. tgz”）时，可以在“gromacs”目录中找到输入文件。
为最小化、平衡和生产提供了AMBER输入（v16或之后）（参见STEP6）。在所有输入文件生成后，当您下载tar存档（“charmm-gui. tgz”）时，可以在“amber”目录中找到输入文件。
GENESIS输入（v1.1.0或之后）用于最小化、平衡和生产（参见STEP6）。在所有输入文件生成后，当您下载tar存档（“charmm-gui. tgz”）时，可以在“genesis”目录中找到输入文件。
为平衡和生产提供了OpenMM输入（v6.2或之后）和运行脚本（参见STEP6）。在所有输入文件生成后，当您下载tar存档（“charmm-gui. tgz”）时，可以在“openmm”目录中找到输入文件。请参阅openmm/README。
为平衡和生产提供了CHARMM/OpenMM输入（c39b1或之后）（参见STEP6）。在所有输入文件生成后，当您下载tar存档（“charmm-gui. tgz”）时，可以在“charmm_openmm”目录中找到输入文件。
修补匠输入（v8.10或之后）用于最小化、平衡和生产（参见STEP6）。在所有输入文件生成后，当您下载tar存档（“charmm-gui. tgz”）时，可以在“修补匠”目录中找到输入文件。
蛋白质必须相对于膜双分子层定向，膜双分子层法线平行于Z轴，中心位于Z=0
RCSB PDB结构不是预定向的，但可以在步骤2中定向（见下文）
OPM（http://opm.phar.umich.edu）提供相对于膜法线的预定向蛋白质坐标
可以用DMPC、DPPC、DOPC、POPC、DLPE和POPE构建均匀的脂质双分子层
可以用434种不同的脂质分子构建异质脂质双分子层（见脂质列表）
异质膜生成剂可用于均匀的脂质双分子层（仅使用替换方法）
•P21水晶图像在CHARMM输入选项中可用
矩形和六边形几何形状可用于XY中的系统形状
如果您不熟悉第一个PDB阅读步骤，请先观看这些视频演示。
OPM PDB在ATOM和HETATM之间不包含“TER”，因此CHARMM-GUI经常无法识别配体分子。在这种情况下，用户应手动在适当的位置插入“TER”。

参考文献

S. Jo, T. Kim, V.G. Iyer, and W. Im (2008)

CHARMM-GUI: A Web-based Graphical User Interface for CHARMM. J. Comput. Chem. 29:1859-1865

S. Jo, T. Kim, and W. Im (2007)

Automated Builder and Database of Protein/Membrane Complexes for Molecular Dynamics Simulations. PLoS ONE 2(9):e880

S. Jo, J.B. Lim, J.B. Klauda, and W. Im (2009)

CHARMM-GUI Membrane Builder for Mixed Bilayers and Its Application to Yeast Membranes. Biophys. J. 97:50-58

E.L. Wu, X. Cheng, S. Jo, H. Rui, K.C. Song, E.M. Dávila-Contreras, Y. Qi, J. Lee, V. Monje-Galvan, R.M. Venable, J.B. Klauda, and W. Im (2014)

CHARMM-GUI Membrane Builder Toward Realistic Biological Membrane Simulations. J. Comput. Chem. 35:1997-2004

J. Lee, X. Cheng, J.M. Swails, M.S. Yeom, P.K. Eastman, J.A. Lemkul, S. Wei, J. Buckner, J.C. Jeong, Y. Qi, S. Jo, V.S. Pande, D.A. Case, C.L. Brooks III, A.D. MacKerell Jr, J.B. Klauda, and W. Im (2016)

CHARMM-GUI Input Generator for NAMD, GROMACS, AMBER, OpenMM, and CHARMM/OpenMM Simulations using the CHARMM36 Additive Force Field. J. Chem. Theory Comput. 12:405-413

J. Lee, D.S. Patel, J. Ståhle, S-J. Park, N.R. Kern, S. Kim, J. Lee, X. Cheng, M.A. Valvano, O. Holst, Y. Knirel, Y. Qi, S. Jo, J.B. Klauda, G. Widmalm, and W. Im (2019)

CHARMM-GUI Membrane Builder for Complex Biological Membrane Simulations with Glycolipids and Lipoglycans. J. Chem. Theory Comput. 15:775-786

J. Lee, M. Hitzenberger, M. Rieger, N.R. Kern, M. Zacharias, and W. Im (2020)

CHARMM-GUI supports the Amber force fields. J. Chem. Phys. 153:035103

第1步