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gmx density计算体系的密度gmx density [-f [<.xtc/.trr/...>]] [-n [<.ndx>]] [-s [<.tpr/.tpb/...>]] [-ei [<.dat>]] [-o [<.xvg>]] [-nice ] [-b ] [-e ] [-dt ] [-[no]w] [-xvg ] [-d ] [-sl ] [-dens ] [-ng ] [-[no]center] [-[no]symm] [-[no]relative] gmx density用于计算盒子中的局部密度, 需要使用索引文件. 对于NPT模拟的总密度, 可以直接使用gmx energy来得到. 选项-center相对任意组中心以绝对盒子坐标进行直方图分格. 如果你想计算沿盒子Z轴的密度剖面, 盒子Z方向的大小为bZ, 如果基于整个体系进行居中, 输出的坐标范围从-bZ/2到bZ/2. 注意, 在GROMACS 5.0中, 这种行为有所改变. 早期的版本中只是在(0, bZ)范围内进行简单的静态分格, 并将输出进行移动. 新版本会计算每一帧的中心并在(-bZ/2,bZ/2)范围内进行分格. 选项-symn使输出结果关于中心对称. 这一选项也会自动打开-center选项. 选项-relative基于盒子的相对坐标而不是绝对坐标进行分格, 然后对输出结果按输出轴方向盒子的平均尺寸进行标定. 这一选项可以与-center结合使用. 密度的单位为kg/m^3^, 同时也可以计算数密度或电子密度. 计算电子密度时, 需要使用选项-ei提供一个文件, 其中包含了每一原子类型的电子数. 文件内容如下所示: 2 atomname = nrelectrons atomname = nrelectrons 第一行指明了该文件的行数. 体系中每个唯一的原子名称对应于一行. 每个原子的电子数会根据其原子部分电荷进行修改. 对双层体系需要注意的几点 最常见的使用情境之一是计算跨脂质双层的各种原子组的密度, 通常是以Z轴作为法线方向. 对小体系的短时间模拟, 当固定盒子尺寸时, 比较好处理, 但对更一般的情况, 脂质双层可能比较复杂. 第一个问题就是蛋白质和脂质的体积压缩率都很小, 而脂质有非常高的面积压缩率. 这意味即便对完全弛豫好的体系, 在模拟过程中盒子形状(厚度或是面积/脂质)的涨落仍然很大. 因为GROMACS将盒子置于原点和正轴之上, 这也就意味着居于盒子中间的脂质双层由于涨落将会上下移动, 并进而模糊密度剖面. 解决这个问题的最简单方法(如果你要使用压力耦合)就是使用-center选项以计算相对于盒子中心的密度剖面. 注意, 你仍然可以用双层部分居中, 即使你有一个复杂的非对称的脂质双层和膜蛋白体系. 这样输出的数据点在(中心)原点参考位置的某一侧会较多. 因为脂质本身会被压缩和膨胀, 居中计算会导致输出的密度剖面模糊. 即使如此, 在多数情况下你希望得到这样的结果(因为它对应于宏观实验). 但如果你要关注分子细节, 可以使用-relative选项来尝试消除体积涨落带来的影响. 最后, 对不受表面张力影响的大的双层, 在体系中形成”波浪”的地方会表现出起伏涨落. 这是生物体系的基本性质, 如果要和实验做对比, 你可能要包括这种波动模糊效应.
已知问题 当计算电子密度时, 使用了原子名称而不是原子类型. 这种做法很不好. 补充说明 gmx density是获取体系或各个组分在盒子内分布密度的一个程序. 一般来说可使用如命令: gmx density -f *.trr -n *.ndx -s *.tpr -d z -o density.xvg 其中 -f *.trr指定要分析的轨迹文件 -n *.ndx指定索引文件, 使用它可以在分析时指定不同的组来分析 -s *.tpr指定拓扑文件 -d z指定沿着z轴方向进行分析 如果要指定分析索引组1的密度, 可以使用命令管道: echo 1 | gmx density -f npt.trr -n system.ndx -s npt.tpr -d z -o density_DRG.xvg 此程序不支持根据残基名称来获取密度, 可通过gmx make_ndx来获取索引组代号再通过命令管道传给gmx density实现. |
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