Corso di Laurea Specialistica in Chimica delle Molecole di Interesse Biologico

Struttura e Dinamica di Biomolecole - 2006/2007

Laboratorio 4 - (17 aprile 2007)

Simulazione di deca-alanina con solvente.

Preparazione input

  1. creare la directory ~/orac/Ala_solv e copiarvi il file di input ~signorini/biomol/orac/Ala_solv/Ala.in
  2. Notare le modifiche nell'input Ala.in usando il comando ediff di Emacs :

    1. aggiungere solvente

      &SETUP

        CRYSTAL 28. 28. 28.

      &END

      &SOLUTE

        COORDINATES ../pdb/ala.pdb

      &END

      &SOLVENT

        CELL SC

        INSERT 1.4

        COORDINATES ../pdb/water.pdb

        GENERATE RANDOMIZE 9 9 9

      &END

      &PARAMETERS

        [...]

        JOIN SOLVENT

          hoh

        END

      &END
    2. aggiornare i time-step

      &INTEGRATOR

        TIMESTEP 10.0

        MTS_RESPA

          step intra 2

          step intra 2

          step nonbond 2 4.7

          step nonbond 3 7.5 reciprocal

          step nonbond 1 9.7

          test_times OPEN energie

        END

      &END
    3. Ewald

      &POTENTIAL

        EWALD PME 0.43 24 24 24 4

        [...]

      &END
    4. salvare un restart
    &INOUT

      RESTART

        write 500.0 OPEN Ala.rst

      END

      ASCII 200.0 OPEN 15.pdb

      PLOT STEER 5.0

      [...]

    &END
  3. Considerazioni sul calcolo dei dati di input

    1. lato cella è opportuno che sia circa il doppio della lunghezza della proteina
    2. densità dell'acqua:

      \begin{eqnarray*} \rho/amu\cdot A^{-3} & = & \rho/g\cdot cm{}^{-3}\cdot\frac{g}{... ...{3}\\ & = & \rho/g\cdot cm{}^{-3}\cdot0.6023\\ & \simeq & 0.6\end{eqnarray*}

Per $n$ molecole di acqua in un box di lato $L$ Angstrom:

\begin{displaymath} \rho/amu\cdot A^{-3}=0.6=\frac{18n}{L^{3}}\end{displaymath}

Se $L=28.0$, si ha $n=724.4\simeq729=9^{3}$. Si può dunque scegliere

\begin{eqnarray*} n & = & 9\\ L & = & 28.0\end{eqnarray*}

Equilibrazione

  1. lanciare, salvando un restart
  2. notare quanto è più lenta la simulazione aggiungendo il solvente (circa 10 volte)
  3. monitorare E

    1. ESLV scende
    2. ESLV-SLT scende?
    3. ESLT potrebbe salire
    4. EKIN oscilla a 300K
    5. EREAL scende , poi cost
    Tutte queste grandezze sono listate nel file energie.

    Si controllano usando gnuplot

  4. Visualizzare il sistema in VMD

    1. ricordarsi di filtrare il pdb creato da ORAC con pdb2vmd
    2. si può vedere che già dopo 3 ps l'$\alpha$-elica si apre alle estremità: usare Extensions / Analysis / RMSD calculations per allineare il primo e l'ultimo frame e vedere la variazione della struttura

Run con verifica della stabilità della conformazione della proteina

  1. Lanciare il programma partendo dal restart: copiare il file di input ~signorini/biomol/orac/Ala_solv/restart.in nella directory ~/orac/Ala_solv