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
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初级班: 2017年8月5日(周六) 至 7日(周一), 湖北武汉. 举办方: 郑州晟智科信企业管理咨询有限公司
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高级班: 2017年8月12日(周六) 至 14日(周一), 北京. 举办方: 北京博宏科睿企业管理顾问有限公司
往期培训
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高级班: 2016年12月17日(周六) 至 19日(周一), 北京. 举办方: 郑州晟智科信企业管理咨询有限公司
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初级班: 2016年11月25日(周五) 至 27日(周日), 北京. 举办方: 北京博宏科睿企业管理顾问有限公司
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初级班: 2016年 7月29日(周五) 至 31日(周日), 北京. 举办方: 郑州晟智科信企业管理咨询有限公司
授课大纲
初级班
| 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 |
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| 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 |
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4. 轨迹的处理: trajconv |
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| 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
| 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 |
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• 晶体: GaussView x2top |
||
• 有机小分子: GaussView tppmktop |
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| • 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 |
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| • 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
