GROMACS培训

类别:    标签: gmx   阅读次数:   版权: (CC) BY-NC-SA

21世纪的科学已经不再是实验与理论平分秋色, 而是实验, 模拟, 理论三分天下. 模拟是联系理论与实验的纽带, 在解释实验现象, 预测理论结果中起着关键作用. 对于研究分子的学科, 无论你从事哪一领域的研究, 理解并实践分子模拟都能为你开启通往更深洞见的大门, 并潜移默化地改变你的思考方式, 增强你对新问题的分析力与洞察力.

分子动力学模拟是分子模拟中最接近实验条件的模拟方法, 能够从原子层面给出体系的微观演化过程, 直观地展示实验现象发生的机理与规律, 促使我们的研究向着更高效, 更经济, 更有预见性的方向发展. 因此, 分子动力学模拟在生物, 药学, 化学, 材料科学的研究中, 发挥着越来越重要的作用. 在可预见的将来, 分子动力学模拟必将成为以上领域从业者的必备技能.

当前可用的分子动力学程序很多, 其中尤以GROMACS功能强大, 最为实用. 它开源自由, 免费; 网络资料丰富, 可迅速上手; 支持从生物大分子到有机小分子的各种常见力场, 适用性广; 自带大量设计良好的分析工具, 省却了用户自己编程分析的难点. 更为关键的是, GROMACS运行速度极快, 能为你节省大量的实验时间. 因此, 越来越多的人选择使用GROMACS进行分子动力学模拟.

为推动分子动力学模拟在国内的发展, 普及和推广GROMACS, 让更多的相关从业者与分子模拟爱好者了解并熟练掌握其使用方法, 提高分子模拟专业人才的素质, 我们将不定期举办 GROMACS分子动力学模拟 培训班. 考虑到专业与基础知识储备的差异, 为更好地满足学员不同方面的科研需求, 培训班分为初级班和高级班两类. 初级班以熟悉分子动力学模拟与GROMACS使用的基础知识为主, 重点讲解力场文件的创建方法与模拟结果的分析方法, 并练习运行一些简单体系的模拟; 高级班则以运行复杂模拟案例为主线, 在实践中理解应用分子动力学模拟涉及的高等议题, 如质心牵引, 自由能计算, 伞形采样, 非平衡模拟等.

培训主题明确, 针对性强, 本着”理论实践并重, 学以致知致用”的目标, 采用课程讲座与上机操作结合, 专题研讨与案例讲解分析相结合的方式, 深入浅出, 从分子动力学模拟的基本原理出发, 以简单案例引导学员入门, 随后紧密结合实际案例, 针对分子动力学模拟中常用的技术进行讲解(包括技术原理, 上机操作以及最新技术前沿的展示), 并针对模拟中存在的疑难问题进行分析讲解和专题讨论, 有效提升学员解决复杂模拟建模与分析的能力. 培训边讲边练, 在实际操作过程中, 授课老师会亲自指点, 确保每位学员理解学通, 参加培训后能够马上将学到的知识用于自己的研究课题.

欢迎广大从事生物化学, 生物医药, 食品科学, 物理化学, 计算化学, 分子模拟等相关领域研究的企事业单位技术骨干, 科研院所研究人员, 大专院校相关专业教学人员及在校硕士博士研究生, 以及GROMACS爱好者参加培训. 同时欢迎学员带着在工作中遇到的实际问题与授课老师一起探讨. 详细情况请加入QQ群: 132266540 GROMACS中文组 咨询.

近期培训

往期培训

授课大纲

初级班

GROMACS分子动力学模拟培训 初级班 授课大纲
时间 方式 内容
第一天

基础与程序
上午
讲座
1. 分子模拟的概念及分类
2. 分子动力学的概念及分类
3. 经典分子动力学的基础知识
4. mdp文件中涉及的相关知识
下午
讲座+上机
5. GROMACS程序入门
 • 版本/安装/运行: Windows, Linux, PBS
 • 辅助工具软件: Notepad2, grace, VMD, SPDBV, GaussView, PackMol
 • 重要文件类型: gro, ndx, mdp, top, xvg
 • 简单模拟实例: He, H2O, 尿素溶液, 石墨烯, 蛋白
第二天

建模与拓扑
上午
讲座+上机
1. 建模工具的使用: GaussView, PackMol, 在线服务器
2. 不同体系的建模: 有机小分子, 生物大分子, 固/晶体
3. 复杂体系的构建: 多相体系, 蛋白配体复合物, 膜蛋白
下午
讲座+上机
4. 力场: 概念, 分类, 说明
5. GROMACS支持的力场: AMBER, CHARMM, GROMOS, OPLS-AA, Martini
6. GROMACS拓扑文件: itp, top的结构以及参数说明
7. GROMACS拓扑文件的创建: pdb2gmx, x2top, tppmktop, ATB, Martini
第三天

分析与进阶
上午
讲座
1. GROMACS模拟结果的分析
2. 自带的分析工具
3. 选区工具的使用: make_ndx, select
4. 轨迹的处理: trajconv
5. 轨迹文件的编程处理: C/C++, Fortran, MatLab, Python
下午
讲座+上机
6. GROMACS分析工具综合运用: 能量性质, 距离/角度, RDF, MSD, rmsd/rmsf, 序参数
7. GROMACS高等议题简说
 • 外电场
 • 质心牵引
 • 非平衡模拟
 • Martini粗粒化模拟
 • 自由能计算: BAR, MM/PBSA, 伞形采样

高级班

GROMACS分子动力学模拟培训 高级班 授课大纲
时间 安排 授课内容
第一天

入门拓扑
上午 1. GROMACS入门
 • 版本/安装/运行: Windows, Linux, PBS
 • 重要文件类型: gro, ndx, mdp, top, xvg
 • 简单模拟实例: He, H2O, 尿素溶液, 石墨烯, 蛋白
2. 辅助工具软件使用
 • Notepad2: 查看编辑输出输出文件
 • VMD: 查看模拟轨迹, 结果分析
 • SPDBV: 查看PDB文件, 修补缺失原子
 • Qtgrace: 查看xvg数据文件
 • GaussView: 有机小分子/生物大分子/晶体建模
 • PackMol: 多相体系/蛋白配体复合物/膜蛋白建模
下午 3. GROMACS拓扑文件及其创建
 • 蛋白质: PDB数据库 pdb2gmx
 • 晶体: GaussView x2top
 • 有机小分子: GaussView tppmktop
 • 粗粒化: Martini
 • 在线查询: ATB
4. 蛋白-配体复合物PDB文件的处理
 • 分离蛋白和配体
 • 删除次要链, 杂原子
 • 补充缺失原子
第二天

实例讲解
上午 1. 配体模拟
 • GAFF力场拓扑文件: AmberTools+acpype
 • 单分子真空模拟
 • 水溶液模拟: EM, NVT, NPT
 • 多分子模拟: insert-molecules/PackMol
 • 水中的溶剂化能: bar
 • 跨膜平均力势: 质心牵引+伞形采样
下午 2. 蛋白模拟
 • Amber力场拓扑文件: pdb2gmx
 • 单体真空模拟
 • 水溶液模拟: EM, PR, NVT, NPT
 • 跨膜模拟: PackMol
 • Martini粗粒化
 • 与石墨烯表面作用
第三天

进阶分析
上午 1. 蛋白-配体复合物模拟
 • 装配复合物
 • 组合拓扑文件
 • 真空模拟
 • 水溶液模拟
 • 自由能计算: MMPBSA
 • 拉伸动力学: 质心牵引
下午 2. 简单bash脚本入门
 •命令, 循环, 判断
 •sed替换, awk计算
3. 复杂分析示例
 •VMD脚本
 •bash脚本
4. 其他议题简说
 •外电场
 •模拟退火
 •非平衡模拟
 •副本交换动力学
 •QM/MM模拟

苏鲁支三十岁了,离开他的故乡和故乡的湖水,隐入山林。于是,独自怡悦心神,玩味寂寞,十年间未尝疲倦。但最后他的心意改变了——一日之晨,与朝霞俱起,在日光前,向日球作如是说:

“伟大底星球!倘若不有为你所照耀之物,你的幸福何有?

十年间你在此照上我的崖穴,想你必已倦于光明,倦此修途,设若未曾有我,及我的飞鹰和长蛇。

但每日早晨我们等候你,挹取你的丰余而向你祝福。

看呵!我厌足了智慧,如采取了过多的蜜的蜜蜂,我需要向我求索之手。

我愿意赠与,分给,直使人群中的智者重欢其愚庸,贫者更欣其富足。

于是,我必须降至深渊,如你在夜间之所为,投入大海之后而犹布光明于彼土,你这太过丰盛底星球!

我必须像你一样堕落,如我欲下往之之人群所云。

然则祝福我吧,你宁静底眼光,可以观莫大之幸福而不生嫉妒之眼!

祝福满引的深杯哟,金波从而泛溢,随处映着你的欢乐底容辉!

看呵!这杯将更倾完,苏鲁支将更为凡人了。”

——如是开始苏鲁支的堕落。

        ————《苏鲁支语录》 尼采 著; 徐梵澄 译

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