amber教程5.3：带非标准残基的绿色荧光蛋白的MD

简介

这个教程的主要目的是讲解如何使用amber软件完成对带非标准残基的蛋白的模拟。

这个教程分5个步骤：

1.准备适合amber软件操作的pdb文件；

2.对非标准残基计算其部分电荷和赋予原子类型；

3.对非标准残基建立lib文件和力场文件，为leap模块做准备；

4.用leap模块生成蛋白的坐标和拓扑文件；

5.进行标准的最小化、升温、平衡态模拟。

一、准备pdb文件

使用的练习蛋白文件：1EMA.pdb

蛋白中带有非标准残基CRO

文件下载链接：1EMA.pdb

用pdb4amber模块去除结晶水和填加H离子：

pdb4amber -i 1EMA.pdb -o gfp.pdb --dry --reduce
 
#dry：去除结晶水
#reduce：加H

无法理解为啥reduce是加H。

需要手动的修改的操作：

用文本编辑器打开gfp.pdb文件
1.将MSE替换为MET；
2.将SE（原子名）替换为SD；
3.将SE（元素名）替换为S

二、计算非标准残基CRO的部分电荷和原子类型

需要下载小分子cif文件，（其实用pdb文件也可以），cif文件下载地址：

Chemical Component Dictionary (CCD)

教程直接提供的文件下载地址：

CRO.cif

用antechamber模块计算原子类型和部分电荷：

直接用下载的cif文件，会出现报错类型的报错，将图中①位置的内容全删掉就OK（我觉得antechamber应该用不到这些_chem*信息）

antechamber -fi ccif -i CRO.cif -bk CRO -fo ac -o cro.ac -c bcc -at amber

得到ac文件，因为是和蛋白有共价结合成键的，所以要先变成ac文件，再用pregen模块变成prepin文件（是这样吧，毕竟antechamber可以直接生成prepin文件）

编写一个cro.mc文件，内容如下：

HEAD_NAME N1
TAIL_NAME C3
MAIN_CHAIN CA1
MAIN_CHAIN C1
MAIN_CHAIN N3
MAIN_CHAIN CA3
OMIT_NAME H2
OMIT_NAME HN11
OMIT_NAME OXT
OMIT_NAME HXT
PRE_HEAD_TYPE C
POST_TAIL_TYPE N
CHARGE 0.0

HEAD_NAME和TAIL_NAME定义这个残基的头和尾原子（和其他标准残基形成肽键的原子）

MAIN_CHAIN定义依次连接头原子和尾原子的原子名

OMIT_NAME定义形成肽键后，会被删掉的O、H、N

PRE_HEAD_TYPE和POST_TAIL_TYPE定义分别和头原子和尾原子相连的原子类型（这会影响到后面的力场参数）

使用prepgen生成prepin文件：

prepgen -i cro.ac -o cro.prepin -m cro.mc -rn CRO

为非标准残基生成力场文件：

parmchk2 -i cro.prepin -f prepi -o frcmod.cro -a Y \
         -p $AMBERHOME/dat/leap/parm/parm10.dat

-a Y：会在打分不佳的参数后添加标注

-p：指定参考的力场参数数据集，默认使用gaff，

在终端直接输入parmchk2 -help，可以查看可以用的力场类型。

将带有“ATTN”标签的参数去除，用默认的gaff生成参数文件，补上parm10的缺陷。

grep -v "ATTN" frcmod.cro > frcmod1.cro # Strip out ATTN lines
parmchk2 -i cro.prepin -f prepi -o frcmod2.cro

目前，准备用于leap的文件有如下：

gfp.pdb(蛋白和其非标准残基）、cro.prepin(算是CRO残基库文件lib文件的前身）、两个CRO力场文件。

四、建立拓扑和坐标文件

编写tleap.in文件文件

source leaprc.protein.ff14SB
set default PBRadii mbondi3   #设置原子半径
loadAmberPrep cro.prepin
loadAmberParams frcmod2.cro
loadAmberParams frcmod1.cro
x = loadPDB gfp.pdb
saveAmberParm x gfp.parm7 gfp.rst7
quit

要是报错，若是力场参数缺少，直接复制一个新frcmod.cro文件，在里面改原子名，再用loadAmberPrep将其一并导入，就OK

用tleap -f tleap.in命令运行leap

五、编写in文件，用sander进行最小化、升温、平衡态的模拟

这里也是没有水的蛋白模拟，in文件的编写直接用之前教程的参数就可以：

之前做的教程链接：学习Amber T3.3：隐式溶剂模型(GB)的MD_黄思博呀的博客-CSDN博客_隐式溶剂模型

 或直接看原教程：

Amber Basic Tutorials - Tutorial A26

好了，这个教程跑完模拟就结束了，可喜可贺、可喜可贺。