Corso di Laurea Magistrale in Scienze Chimiche, Curriculum "Struttura, dinamica e reattività chimica"

Struttura e Dinamica Molecolare di Sistemi Biologici - 2010/2011

Laboratorio 2 - (22 novembre 2010)


simulazione della proteina a 300 K nel vuoto (E,V=cost).

primo run: controllo della conservazione di E

  1. portarsi in ~/orac/data; creare un input di ORAC (es. protein.in) per una simulazione:

    1. nel potenziale si omette il cutoff (i cutoff per le varie shell sono definiti nel blocco &INTEGRATOR), e si levano gli stretching C-H, N-H, O-H

      &POTENTIAL
      [...]

      #  CUTOFF 100.

      STRETCHING HEAVY
      &END
    2. inserire il blocco &INTEGRATOR e modificare il blocco &SIMULATION

      &SIMULATION
      MDSIM

      TEMPERATURE 300.0 40.0
      &END

      &INTEGRATOR
      TIMESTEP 2.0

      MTS_RESPA
      step intra 2

      step intra 2

      step nonbond 1 100.

      test_times OPEN energie
      END
      &END

      Note:
      • nel caso di una molecola nel vuoto si suddivide solo il potenziale ``legato''; quello ``non legato'' ha un timestep unico.
      • il timestep del potenziale non legato deve essere più basso che nel solvente, anche a medio-lungo raggio (tanto l'aggravio di calcolo è trascurabile); questo perché i moti sono presumibilmente più veloci
      • il cutoff deve essere alto (cariche), ma meno del lato della pseudo-cella
    3. modificare il blocco &RUN :

      &RUN
      CONTROL 0

      REJECT 0.0

      TIME 10000.0

      PRINT 100.0

      PROPERTY 1000.0
      &END
  2. lanciare il programma con output sullo schermo

    orac < protein.in
  3. lanciare il programma con output su file

    orac < protein.in > protein.out
  4. verificare la conservazione dell'energia totale (media stabile):

    plot -2,9 energie
  5. se l'energia non si conserva, diminuire i timestep

simulazione con equilibratura iniziale

  1. modificare il blocco &RUN inserendo un ciclo di equilibratura appropriato:

    &RUN
    CONTROL 0

    REJECT 50000.0

    TIME 30000.0

    PRINT 100.0

    PROPERTY 1000.0
    &END

Analisi delle proprietà

Analizzare


simulazione (N,V,T) nel vuoto

  1. preparazione dell'input; si deve solo modificare il blocco &SIMULATION

    &SIMULATION
    ...

    THERMOS
    cofm 30.0

    solute 30.0

    solvent 30.0

    temp_limit 1000.
    END
    &END
  2. verifica delle proprietà del sistema

    1. energie

      1. L'energia del sistema, EREAL, non è costante; è costante l'Hamiltoniano di Nosé-Hoover $ETOT=EREAL+KINH+HPOT$
        $\displaystyle H_{NH}$ $\textstyle =$ $\displaystyle \sum\frac{p_{i}^{2}}{2m_{i}}+U(\mathbf{r})+\frac{p_{\eta}^{2}}{2Q}+\frac{L}{\beta}\eta$ (1)
        $\displaystyle EREAL$ $\textstyle =$ $\displaystyle \sum\frac{p_{i}^{2}}{2m_{i}}+U(\mathbf{r})$ (2)
        $\displaystyle KINH$ $\textstyle =$ $\displaystyle \frac{p_{\eta}^{2}}{2Q}$ (3)
        $\displaystyle HPOT$ $\textstyle =$ $\displaystyle \frac{L}{\beta}\eta$ (4)

      \usebox{\@tempboxa}
    2. RMSD

      \usebox{\@tempboxa}