Para hacer un SMD es necesario:
Un archivo
pdb (Protein Data Bank), el cual contiene los átomos y las
coordenadas de la proteína en estudio.
www.pdb.org
Un archivo psf (Protein Structure), el cual contiene información estructural
de la proteína, donde se incluyen: tipos de átomos, cargas y conectividad de
los átomos.
Un archivo de configuración
namd, el cual especifica las opciones que
NAMD utilizará al correr la Simulación.
PASO 1:
Proteína a estudiar
Importante:
- No se incluyen los hidrógenos
- Contiene moléculas de agua
- En Graphics Representations es
posible cambiar el Display de la Proteína
- Abrir una consola de VMD
Paso 2:
Generar un PSF
- Abrir una consola TK: Extensions Tk Console
- Eliminar las moléculas de agua, tipeando:
- Eliminar todo, tipiando: mol delete all
- Cargar la proteína sin las aguas (ubqp.pdb): mol
load pdb ubqp.pdb
- Ejecutar el script que crea el PSF, tipeando: play
nombre_script. Es importante tener el archivo de
topología.
Nota: top_all27_prot_lipid.inp es un archivo que contiene la topología necesaria par la construcción del PSF.
Paso 3:
Solvatar la proteína
- Ejecutar el script que crea una caja de agua: play nombre_script. Se generan unos
archivo (combine*) que no son necesarios (corresponden a pasos intermedios).
Nota: se pretende representar un ambiente biológico lo más cercano a la realidad
- Es necesario obtener además: los valores máximos y mínimos de las coordenadas y el
centro del sistema, usando:
set everyone [atomselect top all]
measure minmax $everyone Maximo y Mínimo
measure center $everyone centro
Paso 4:
Construyendo el archivo de
configuración
Nombre del archivo final psf
Nombre del archivo final pdb
Crea una variable llamada “temperatura” en la
cual se almacena el valor de la temperatura
inicial del sistema. 310ºK = 37ºC
Genera una variable “outputname” en la cual se
almacena un nombre genérico para los
archivos de salida
Setea el valor numérico del primer time step de
la simulación. Se usa comúnmente para
reinicializar un calculo, por ejemplo si se desea
continuar un calculo que termino en el time step
552, el valor firsttimestep sería 553.
Paso 4:
Construyendo el archivo de
configuración
Indica si el archivo de parámetros esta en el formato usado por el campo de fuerza CHARMM Llama al archivo de parámetros (con el Campo de Fuerza)
Setea la temperatura inicial del sistema en ºKelvin
Especifica cuales interacciones atómicas son excluidas, en este caso se permitirán interacciones 1-2 y 1-3,
pero no 1-4.
Las interacciones 1-4 realmente no se inactivan sino que se debilitan, para lo cual se establece un grado de
interacción entre 0 y 1.
Indica la distancia (en Ángstrom) a la cual las interacciones Van Der Waals y Electrostáticas son suprimidas.
Determina si funciones de Switching son usadas para no tener
interacciones Van Der Waals y Electrostáticas en 0 a cierta distancia del cutoff.
Indica la distancia a la cual comienzan a actuar las funciones de Switching.
Se especifica una distancia total que utilizará NAMD para establecer todo tipo de interacciones. Solo se harán búsquedas dentro de esta distancia.
Paso 4:
Construyendo el archivo de
configuración
Determina cada cuantos time step las interacciones nonbonded (no-enlazantes) deberían ser calculadas.
Determina cada cuantos time step las interacciones electrostáticas deberían ser calculadas.
Cada cierto tiempo el pairlist de los átomos es reasignado. Este comando especifica cada cuanto tiempo será hecha la reasignación, lo quel corresponde a un ciclo.
Indica el tamaño de los time step usados en la simulación. Para este caso 2 Femtosegundos.
Especifica cuales enlaces que involucran hidrógenos son considerados rígidos (non-vibrating). En este caso all (todos).
Indica si se utilizará Langevin Dynamics en la Simulación. Langevin Dynamics quiere decir controlar la energía cinética del sistema considerando la temperatura y la presión.
Setea el valor del Langeving coupling
coefficient, el cual cuantifica la fricción aplicada al
Sistema, la energía
removida , el “frenado” de los átomos, etc. Este es especificado en
Picosegundos.
Langevin Dynamics puede ser aplicado a todos los átomos o solo a aquellos que no sean hidrógenos. Este comando especifica la temperatura a la cual se mantendrán estos átomos.
Indica si se aplicará Langevin Dynamics a los átomos de hidrógenos presentes en la Simulación.
Paso 4:
Construyendo el archivo de
configuración
Se generan tres vectores para formar una celda periódica. Cada vector representa al eje x, y, z respectivamente. Estos datos son tomados de los valores de minmax y center calculados con anterioridad. Los valores están en Å.
CellBasisVector* corresponde a los valores x, y y z. CellOrigin es el centro.
Este comando es usado para evitar que algún átomo se escape de la caja periódica. Actúa como espejo si el átomo sale por un lado entra por el otro.
PME (Particle Mesh Ewald) es el método utilizado para tratar interacciones electrostáticas cuando se usan condiciones periódicas de borde;
corresponde a una grilla 3-D sobre la cual la carga del sistema es distribuida para el calculo de potenciales y fuerzas entre los átomos. Determina si se usara este método (yes or no)
Corresponde a los valores x, y , z de los vectores CellBasisVectorX, CellBasisVectorY, CellBasisVectorZ respectivamente.
Paso 4:
Construyendo el archivo de
configuración
NAMD calcula la presión del sistema basándose en las fuerzas entre los átomos y sus energías cinéticas. Este comando especifica si las
interacciones que involucran hidrógenos deben ser consideradas para todos los átomos de hidrógenos o simplemente entre grupos de átomos de hidrógenos. Se debe poner “yes” si se seteo rigidBonds.
Especifica si se desea permitir que la celda periódica 3D varíe independientemente Permitir que se mantenga constante la sección de área
que atraviesa el eje x-y, mientras varia la dimensión z
Se especifica en unidades de bar la presión a la cual Langevin Piston intentara mantenerse (1 atom=1.013) Es un método usado para calcular la presión. Incluye un algoritmo de Simulación de Dinámica Molecular con Presión Constante.
Setea el tiempo de oscilación constante en fs para Langevin Piston.
Setea el tiempo de damping
(amortiguación) constante en fs para Langevin Piston.
Setea la temperatura a la cual actúa Langevin Piston.
Paso 4:
Construyendo el archivo de
configuración
Este comando especifica el prefijo de los nombres de los archivos de salida.
Se indica cada cuantos time step se escribirá información en los archivos de salida. (500step=1000fs=1ps)
Nota: Se retorna un archivo pdb que contiene las coordenadas finales de los átomos del sistema (*.coor) y otro archivo pdb que contiene las velocidades finales de todos los átomos (*.vel).
Además, archivos: *.old (con información para reinicializar el calculo), *.dcd (video de la trayectoria), *.log (información de las energías y presión), *.xst (incluye información específica de la celda periódica)
Setea el numero de iteraciones mediante las cuales los átomos camban de posición para buscar un mínimo local en el potencial.
La minimización es realizada en el sistema después que todas las velocidades atómicas han sido seteadas a 0. Este comando resetea las velocidades
atómicas reasignado la temperatura específica (310ºK)
Setea el numero de time step mediante los cuales se correrá el MD equilibration. En este caso 2500 fs=5ps
