2025年蛋白质和表面活性剂混合体系的MD模拟完整版_ .pdfVIP

士不可以不弘毅，任重而道远。仁以为己任，不亦重乎?死而后已，不亦远乎?——《论语》

GROMACS分子动力学模拟入门参考

蛋白质和表面活性剂混合体系的MD模拟

冯剑工作室

滁2025/1/28

本实例在网络材料基础上编辑而成，主要用于向本科生介绍如何使用GROMACS来进

行分子动力学模拟。介绍软件版本使用GROMACS4.0.7分子动力学软件包。蛋白质为

Lysozyme（1AKI）、表面活性剂为十二烷基硫酸钠（SDS）。模拟使用的蛋白质分子结构数

据可以从RCSBProteinDataBank（）网站下载。该网

站的蛋白质和核酸结构数据是实验获得。结构解决较好的分子可以用于模拟。该网站没有的

分子，模拟中又需要。则首先从网络检索，获得已经被使用的结构数据。确实查不到，尤其

是那些有机小分子，可以通过有关分子结构绘制软件直接绘制，如：ChemSketch、

ChemBioOffice等。某些商业模拟软件带有分子绘制模块，如Accelrys的MaterialStudio和

DSVisualizer。手工绘制的分子可以使用有关分子力学或量子化学软件优化结构。

一、准备拓扑文件

将1aki.pdb转换为gro文件。其中的top文件为topol.top。重原子约束文件为lysozyme.itp。

水模型选择spce。本例力场选择gromos43a1力场。

具体的命令如下：

pdb2gmx-f1aki.pdb-o1aki.gro-ilysozyme.itp–ptopol.top-waterspce

运行界面如下，输入0选择43a1力场（不同力场适用场合和条件有差别，应根据模拟

对象具体选择）。

在部分pdb文件中给出晶体信息

CRYST159.06268.45130.51790.0090.0090.00P2121214

其中x、y和z的大小为Å。生成的gro文件中坐标单位为nm。Gro文件最后一行为分

子x、y和z方向的最大宽度。

查看生成的top文件，[atom]块中的注释qtot最后给出了净电荷为+8。原子数为1321

个，1aki.gro文件第二行也给出了原子数目。

pdb2gmx有很多参数选项，其中就包括

-ignh：忽略pdb文件中的H原子；对于NMR结构尤其有用。否则，如果存在H原

子，它们必须如GROMACS期待的那样以正确的次序和精确的名称。

-ter：为N-和C-末端交互分配电荷状态。

-inter：为Glu、Asp、Lys、Arg和His交互分配电荷状态；为Cys分配二硫化物。

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博观而约取，厚积而薄发。——苏轼

GROMACS分子动力学模拟入门参考

二、定义模拟盒子

执行如下命令来定义模拟盒子

editconf-f1aki.gro-o1aki_box.gro-c-d1.0-btcubic

上面的命令将蛋白质置于盒子中心（-c），放置它离盒子边缘至少1.0nm（-d1.0）。盒

子类型定义