北大博士后GROMACS分子模拟典型问题答疑8月29日开启
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- 优秀教师/意见领袖/博士学历/特邀专家/独家讲师
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一、什么是GROMACS
GROMACS是一个开源、自由、免费的分子动力学模拟和能量最小化的计算引擎，广泛用于研究分子的运动和相互作用。它基于牛顿力学和经典物理学原理，通过数值积分来模拟粒子的运动。GROMACS使用基于网格的方法进行模拟，将模拟系统划分为许多小体积的网格单元，每个网格单元内的原子被视为一个质点，并通过相互作用势能进行相互作用。
GROMACS是用于研究生物、化学、物理等学科中分子微观机理的分子动力学程序包。它可以用分子动力学、随机动力学或者路径积分方法模拟溶液或晶体中的任意分子，进行分子能量的最小化，分析构象等。它的模拟程序包含GROMACS力场、AMBER力场等诸多力场，研究的范围可以包括玻璃和液晶、聚合物、晶体、界面体系和生物分子溶液(蛋白质、核苷酸、糖等)。GROMACS是一个功能强大的分子动力学的模拟软件，其在模拟大量分子系统的牛顿运动方面具有极大的优势。
二、GROMACS典型问答解答
1、Gromacs如何调用GPU加速计算？
（1）单节点使用多块GPU
我拥有1个节点cn01，每个节点配有一块CPU（6核），两块GPU。
启用1个mpi进程1个GPU
mpirun -n 1 gmx_mpi mdrun -ntomp 6 -gpi_id 1启用2个mpi进程 1个GPU(要写两次)
mpirun -n 2 gmx_mpi mdrun -ntomp 3 -gpi_id 00 （用gpu 0)或者
mpirun -n 2 gmx_mpi mdrun -ntomp 3 -gpi_id 11 （用gpu 1）启用2个mpi进程 2个GPU
mpirun -n 2 gmx_mpi mdrun -ntomp 3 -gpi_id 01启用2个MPI进程，每个节点1个MPI进程，每个节点启用1块GPU。
编写hostlist文件：
cn01:1cn02:1
执行：
mpirun -n 2 -f hostlist gmx_mpi mdrun -ntomp 6或者
mpirun -n 2 -f hostlist gmx_mpi mdrun -ntomp 6 -gpu_id 0或者
export GMX_GPU_ID=0mpirun -n 2 -f hostlist gmx_mpi mdrun -ntomp 6
Juan的课题组在gromacs源代码基础上开发出了可以计算应力的一个版本。主要详细介绍见下列网址：https://mdstress.org/
（1）什么是二硫键
二硫键（disulfide bond） 是连接不同肽链或同一肽链中，两个不同半胱氨酸残基的巯基的化学键。二硫键是比较稳定的共价键，在蛋白质分子中，起着稳定肽链空间结构的作用。二硫键数目越多，蛋白质分子对抗外界因素影响的稳定性就愈大。二硫键是蛋白质二级结构和三级结构的重要组成部分。此键在蛋白质分子的立体结构形成上起着一定的重要作用。
（2）如何处理二硫键
在运行pdb2gmx时候，添加 -ss 从而交互式地选择是否添加二硫键：
gmx pdb2gmx -f O.pdb -ff amber99s b -ignh -o O.gro -ss
如果需要为这两个残基添加二硫键则输入y之后回车。若有多个二硫键，会依次提示，然后决定是否添加二硫键。
检查是否添加或者添加正确位置（非必须）
如果只有一个二硫键，那么肯定会添加成功的。如果有多个二硫键，且选择了某些不添加，那么应该检查一下，是否添加在正确的氨基酸上面。
用熟悉的可视化软件打开pdb2gmx命令生成的gro，找到二硫键两个S的编号（这里使用gaussview）：
三、GROMACS加餐直播答疑
8月29日20时，仿真秀优秀讲师刘十三613老师，将针对GROMACS分子动力学模拟常见问题进行第一期直播答疑。帮助学习者更快，更加高效的学GROMACS软件和应用。感兴趣的朋友可报名，分享和收藏。
1、答疑范围
（9）可视化软件作图指导。
2、答疑直播安排
请识别下方二维码报名参加直播答疑
（完）
