AMBER ile Moleküler Dinamik Simülasyonu: Uygulamalı Bir Rehber – Bölüm 2

4. Adım: Enerji Minimalizasyonu

Simülasyona başlamadan önce sistemimizin atom koordinatlarının kabaca “doğru” geometride olmasını istenilir ki sistem simülasyon sırasında dağılmasın.

Bunun için ilk önce min.in dosyası oluşturulmalıdır.

Terminal üzerinden:

> nano min.in

kodu girilir.

Oluşturulacak min.in dosyasının içine:

Minimization input

&cntrl

imin = 1,       ! Enerji minimizasyonu yap

ntmin = 1,      ! İlk ncyc adım steepest descent, sonra conjugate gradient

ncyc = 100,     ! İlk 100 adım steepest descent

drms = 0.01,    ! root mean square of the gradient

maxcyc = 100000, ! Maksimum 100000. adımda dur

ntb = 1,        ! Sabit hacimli kutu (periodik sınır koşulu var)

cut = 9,        ! Nonbonded etkileşim kesme değeri (Å)

&end

Yazılır.

Daha sonra oluşturulan dosya CTRL+O ile kaydedilir, CTRL+X ile nano programından çıkılır, eğer terminalde yazılar kaldıysa CTRL+L ile silinir.

> /amber_yolunuz/pmemd24/bin/pmemd.cuda  -O -i min.in -o min.out -p topoloji_dosyası.top -c baslangic_koordinat.rst -r output.rst

Bu kodda -i input dosyasını, -c koordinat dosyasını, -p topoloji dosyasını, -o output dosyasını, -c başlangıç koordinat dosyasını -r output olarak alınan koordinat dosyasını göstermektedir.

Daha sonra bu dosya kaydedilir. AMBER GPU için cuda modülünün yüklendiğinden source /amber_yolunuz/pmemd24/amber.sh komutu ile source yapıldığından emin olunmalıdır.

Terminalde

> /amber_yolunuz/pmemd24/bin/pmemd.cuda  -O -i min.in -o min.out -p topoloji_dosyası.top -c baslangic_koordinat.rst -r output.rst

Bu komut ile enerji minimalizasyonu gerçekleştirilir.

5. Adım: NVT Basamağı

30 ns’lik üretim simülasyonuna geçmeden önce sistemin, biyolojik olarak kabul edilebilir belli bir sıcaklık değerinde dengelenmesi gerekmektedir. Bunun için simülasyon sistemi, 310K’de NVT ensemble ile dengelenir.

Bunun için önce heat.in dosyası oluşturulur. İçine:

Heating: 300K (NVT)

&cntrl

  imin=0,                 ! MD yap (minimizasyon değil)

  irest=0, ntx=1,         ! restart dosyasından değil, sıfırdan başla

  nstlim=50000,           ! 50.000 adım (0.002 ps * 50000 = 100 ps)

  dt=0.002,               ! zaman adımı (ps)

  tempi=310.0,              ! başlangıç sıcaklığı

  temp0=310.0,            ! hedef sıcaklık

  ntpr=500, ntwx=500, ntwr=1000,  ! çıktı sıklıkları

  ntc=2, ntf=2,           ! bağlar sabit (SHAKE ile H-bağlarının titreşimi sabitlenir)

  ntt=3,                  ! Langevin termostat

  gamma_ln=3.0,           ! Langevin çarpanı

  ntb=1,                  ! sabit hacim (NVT)

  ntp=0,                  ! basınç dengelemesi kapalı

  cut=8.0,                ! cutoff

  ntr=0                   ! kısıtlama yok

“”””””””””””””””””””””””””””””””””””””””””””””””””””””””””””””””

Yazılır. Daha sonra dosya kaydedilir.

Terminalde

>/amber_yolunuz/pmemd24/bin/pmemd.cuda -O -i heat.in -o heat.out -p topoloji_dosyası.top -c minimalizasyon_sonrası_koordinat.rst -r output.rst 

Yukarıdaki şekilde gerçekleştirilen NVT basamağında elde edilen enerji ve sıcaklık değerleri görülmektedir. TEMP ortalama sıcaklığı belirtir. Burada sistemin sıcaklık değeri 309K olarak elde edilmiştir. Bu değer istenilen sıcaklık değerine oldukça yakındır. PRESS değerinin 0 çıkmasının nedeni NVT simülasyonu yapmamızdır. Yani bu adımda sadece sistemin sıcaklığı dengelenmiştir basınç ile alakalı bir dengeleme söz konusu değildir.