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gmx make_edi生成主成分动力学抽样的输入文件

gmx make_edi [-f [<.trr/.cpt/...>]] [-eig [<.xvg>]] [-s [<.tpr/.tpb/...>]]

[-n [<.ndx>]] [-tar [<.gro/.g96/...>]] [-ori [<.gro/.g96/...>]]

[-o [<.edi>]] [-nice ] [-xvg ] [-mon ]

[-linfix ] [-linacc ] [-radfix ]

[-radacc ] [-radcon ] [-flood ]

[-outfrq ] [-slope ] [-linstep ]

[-accdir ] [-radstep ] [-maxedsteps ]

[-eqsteps ] [-deltaF0 ] [-deltaF ]

[-tau ] [-Eflnull ] [-T ] [-alpha ]

[-[no]restrain] [-[no]hessian] [-[no]harmonic]

[-constF ]

gmx make_edi用于产生一个主成分动力学(ED, essential dynamics)抽样的输入文件供gmx mdrun使用, 产生方法基于来自协方差矩阵(gmx covar)或简正模式分析(gmx nmeig)的特征向量. 在模拟过程中, ED抽样可用于沿集约坐标(特征向量)操控(生物)大分子的位置. 特别地, 通过促使体系沿这些集约坐标探测新的区域, ED抽样可用于提高MD模拟的抽样效率. 有大量的算法可以驱使体系沿特征向量运动(-linfix, -linacc, -radfix, -radacc, -radcon), 维持沿确定(系列)坐标的位置固定(-linfix), 或者仅仅监测位置在这些坐标上的投影(-mon)

运行时程序会提示选择一个或者多个索引组, 它们对应于特征向量, 参考结构, 目标位置等.

-mon: 监测坐标在选定特征向量上的投影

-linfix: 沿选定特征向量进行固定步数的线性扩张

-linacc: 沿选定特征向量进行可接受线性扩张. (接受期望方向上的步进, 拒绝其他的)

-radfix: 沿选定特征向量进行固定步数的径向扩张.

-radacc: 沿选定特征向量进行可接受径向扩张. (接受期望方向上的步进, 拒绝其他的). 注意: 默认将使用起始MD结构作为第一次径向扩张循环的起点. 如果指定了-ori选项, 可以读入一个结构文件定义外部起点.

-radcon: 沿选定特征向量进行可接受径向收缩, 收缩指向的目标结构由-tar选项指定.

注意: 每个特征向量只能选择一次.

-outfrq: 将投影等写入.xvg文件的频率(以步数为单位)

-slope: 可接受径向扩张的最小斜率. 如果半径的瞬时增长率(以nm/step为单位)小于规定数值, 将开始一个新的扩张循环.

-maxedsteps: 在开始一个新循环前, 径向扩张中每个循环的最大步数.

并行实现的注意点: 由于ED抽样的”全局性”(集约坐标等), 至少在”蛋白质”方面, 从实现的角度看ED抽样并不太适合并行. 因为并行ED需要一些额外的通讯, 除非运行性能低于不受约束的MD模拟, 尤其是当进程数目很大和/或当ED组包含大量原子时.

同时请注意如果你的ED组包含不止一个蛋白质, 那么.tpr文件必须包含ED组的正确PBC表示. 查看一下参考结构的初始RMSD值, 这个数值在模拟一开始就会输出; 如果此数值远远高于期望值, 某个ED分子可能沿盒向量方向平移了几个单位.

gmx mdrun程序中所有与ED相关的输出作为时间的函数都写在一个.xvg文件中, 输出的间隔步数由-outfrq指定.

注意, 如果一开始合并了多个.edi文件, 在一个模拟中你可以(在不同分子上)施加多个ED约束和洪泛势能. 约束的施加顺序按照它们出现在.edi文件中的顺序. 根据.edi输入文件中的指定, 对每个ED数据集, 输出文件中可能包含以下内容:

分子叠合到参考结构的RMSD值位置在选定特征向量上的投影洪泛

使用-flood选项, 你可以指定使用哪个特征向量计算洪泛势能, 它将导致额外的力, 将结构排除出由协方差矩阵描述的某些区域. 如果你使用了-restrain选项, 势能将反转, 可以将结构保持在特定区域内.

模拟起始点通常是存储在eigvec.trr文件中的平均结构. 使用-ori选项, 可以把起始点更改为构象空间中的任意一个位置. 使用-tau, -deltaF0和-Eflnull选项, 你可以控制洪泛的行为. Efl为洪泛强度, 根据自适应洪泛的规则进行更新. Tau为自适应洪泛的时间常数, 大的τ值意味着自适应慢(即增长慢). DeltaF0为经过tau皮秒模拟之后想达到的洪泛强度. 如果想使Efl为常数, 可将-tau设置成零.

-alpha为控制洪泛势能宽度的经验参数. 当其值为2时, 对于蛋白质洪泛的大多数标准例子都能给出很好的结果. α基本用于考虑抽样的不完整性. 如果进行更多的抽样, 系综宽度将会增大, 这可以通过α>1来模拟. 对限制, α&#lt;1得到的限制势的宽度更小.

洪泛模拟的重新开始: 如果你想重新开始一个已经崩溃的洪泛模拟, 请在输出文件中找到deltaF和Efl的值, 然后手动地将它们分别放入.edi文件中DELTA_F0和EFL_NULL中.

输入/输出文件选项

选项

默认值

类型

说明

-f [<.trr/.cpt/...>]

eigenvec.trr

输入

全精度轨迹: trr cpt trj tng

-eig [<.xvg>]

eigenval.xvg

输入, 可选

xvgr/xmgr文件

-s [<.tpr/.tpb/...>]

topol.tpr

输入

结构+质量(db): tpr tpb tpa gro g96 pdb brk ent

-n [<.ndx>]

index.ndx

输入, 可选

索引文件

-tar [<.gro/.g96/...>]

target.gro

输入, 可选

结构文件: gro g96 pdb brk ent esp tpr tpb tpa

-ori [<.gro/.g96/...>]

origin.gro

输入, 可选

结构文件: gro g96 pdb brk ent esp tpr tpb tpa

-o [<.edi>]

sam.edi

输出

ED抽样输入

控制选项

选项

默认值

说明

-nice <int>

0

设置优先级

-xvg <enum>

xmgrace

xvg绘图格式: xmgrace, xmgr, none

-mon <string>

x投影方向的特征向量索引(如1,2-5,9, 或1-100:10表示1 11 21 31 ... 91)

-linfix <string>

固定增量线性抽样的特征向量索引

-linacc <string>

可接受线性抽样的特征向量索引

-radfix <string>

固定增量径向扩张的特征向量索引

-radacc <string>

可接受径向扩张的特征向量索引

-radcon <string>

可接受径向收缩的特征向量索引

-flood <string>

洪泛的特征向量索引

控制选项

选项

默认值

说明

-outfrq <int>

100

输出.xvg文件的频率(单位: 步数)

-slope <real>

0

可接受径向扩张的最小斜率

-linstep <string>

固定增量线性抽样的步长(nm/step) (要放在引号内! 如"1.0 2.3 5.1 -3.1")

-accdir <string>

可接受线性抽样的方向--只考虑正负号 (要放在引号内! 如"-1 +1 -1.1")

-radstep <real>

0

固定增量径向扩张的步长(nm/step)

-maxedsteps <int>

0

每个循环的最大步数

-eqsteps <int>

0

无微扰运行的步数

-deltaF0 <real>

150

洪泛模拟中目标失稳能量

-deltaF <real>

0

起始的deltaF使用指定值. 默认为0, 非零值只用于重启模拟

控制选项

选项

默认值

说明

-tau <real>

0.1

相应于deltaF0洪泛强度自适应的耦合常数, 0等于无限大, 也就是洪泛强度为常数

-Eflnull <real>

0

洪泛强度的起始值. 洪泛强度会根据自适应洪泛方案进行更新. 使用恒定的洪泛强度时请指定-tau 0.

-T <real>

300

T是温度, 做洪泛模拟需要这个数据

-alpha <real>

1

使用alpha^2^缩放高斯洪泛势能的宽度

-[no]restrain

no

使用反转的洪泛势能, 效果类似准简谐限制势

-[no]hessian

no

特性向量和特征值来自Hessian矩阵

-[no]harmonic

no

将特征值视为弹簧常数

-constF <string>

恒力洪泛: 利用-flood手动设置选定特征向量的力(要放在引号内! 如"1.0 2.3 5.1 -3.1").当直接指定力的大小时不需要其他洪泛参数.


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