GROMACS模拟分析-自由能形貌图的绘制

自由能形貌（free energy landscape，FEL）表征了模拟过程中蛋白质的自由能变化。自由能形貌图一般通过两个描述体系特征的量来进行绘制，例如RMSD和Rg，也有文献中用主成分分析PC1和PC2绘制。本文以RMSD和Rg两个特征量绘制为例。

1. 获得蛋白质骨架的RMSD和Rg数据rmsd.xvg和rg.xvg。

对rmsd.xvg和rg.xvg文件进行处理，删除所有注释行（以#或者@开头的行和空行）以及rg.xvg中的XYZ三个方向上的Rg数据。使rmsd.xvg和rg.xvg文件中只有两列数据。

2. 合并rmsd.xvg和rg.xvg文件，把同一时间下的RMSD和Rg数据写在同一行，组合文件中包含三列：时间、RMSD、Rg，可使用如下命令实现。

3. 利用gmx的sham命令生成自由能形貌图。

-f：读入组合文件

-ls: 输出自由能形貌图

-nlevels: 设定FEL的层次数量

更多参数设置请参考gmx help sham给出的帮助信息。

上面的命令执行之后，得到gibbs.xpm文件即为自由能形貌图。

4. 用origin绘制自由能形貌图

xpm文件可以通过多种方式查看，这里我们利用xpm2all.bsh脚本将xpm文件转换为3列数据的文本文件。

将得到的数据拷到Origin中绘图。

可根据实际需要进行平滑处理绘图，此外还可以绘制3维的自由能形貌图。利用主成分分析绘制自由能形貌图，一般来说就是用主成分1和2取代上文中的RMSD和Rg，后处理都是一样的。

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