1、gromacs使用

分子动力学模拟流程示例：

1.准备分子结构文件

将您的文件上传到平台，自定义存放位置。然后进入到有 .pdb的目录，生成拓扑文件：

``
gmx pdb2gmx -f protein.pdb -o processed.gro -water spc
`

* -f：输入的 PDB 文件
* -o：输出的 GRO 文件
* -water：选择水模型

然后gmx 会提示选择一个力场，可根据实际需求选择

2.定义模拟盒

定义分子周围的模拟边界：

`
gmx editconf -f processed.gro -o newbox.gro -c -d 1.0 -bt cubic
`

* -c：将分子居中
* -d：分子与盒子边界的最小距离
* -bt：盒子类型（如 cubic, triclinic）

3.添加溶剂

向盒子中添加水分子：

`
gmx solvate -cp newbox.gro -cs spc216.gro -o solvated.gro -p topol.top
`

* -cp：输入的盒子文件
* -cs：溶剂分布文件
* -o：输出的溶剂化文件
* -p：拓扑文件

4.添加离子

（1）生成 tpr 文件：

`
gmx grompp -f ions.mdp -c solvated.gro -p topol.top -o ions.tpr
`

（2）添加离子：

`
gmx genion -s ions.tpr -o solvated_ions.gro -p topol.top -pname NA -nname CL -neutral
`

5.能力最小化

执行能量最小化以优化初始结构：

`
gmx grompp -f minim.mdp -c solvated_ions.gro -p topol.top -o em.tpr
gmx mdrun -v -deffnm em
`

这时会得到四个文件：.edr .trr .log .gro

6.平衡化

运行 NVT 和 NPT 模拟以平衡系统：

`
gmx grompp -f nvt.mdp -c em.gro -p topol.top -o nvt.tpr
gmx mdrun -v -deffnm nvt

gmx grompp -f npt.mdp -c nvt.gro -p topol.top -o npt.tpr
gmx mdrun -v -deffnm npt
`

7.进行模拟

`
gmx grompp -f md.mdp -c npt.gro -p topol.top -o md.tpr
gmx mdrun -v -deffnm md -nb gpu -v
`

常用命令为：

| 命令 | 功能说明 |
| ---------------- | ------------------ |
| gmx pdb2gmx | 生成拓扑文件 |
| gmx editconf | 定义模拟盒 |
| gmx solvate | 添加溶剂 |
| gmx genion | 添加离子 |
| gmx grompp | 预处理输入文件 |
| gmx mdrun | 运行分子动力学模拟 |
| gmx energy | 计算能量 |
| gmx trjconv | 转换轨迹文件 |
| gmx rms | 计算 RMSD |

MMPBSA使用

如果需要使用MMPBSA，需要进入虚拟环境：

`
conda activate mmpbsa
`

然后通过MMPBSA.py进行运行

2、安装： GROMACS

以下在ubuntu22.04-cuda12.11下进行：

安装GROMACS

`
sudo apt update
sudo apt upgrade
`

下载依赖

cmake至少要3.16以上，但ubuntu22.04自带，可以cmake –version检查

`
sudo apt install build-essential cmake git libfftw3-dev libopenmpi-dev openmpi-bin
`

FFTW 库 ：GROMACS需要FFTW库来进行快速傅里叶变换，建议安装libfftw3-dev包

`
sudo apt install libfftw3-dev
`

MPI 支持（可选） ：如果你希望利用多GPU或多节点的并行计算，需要安装OpenMPI。

`
sudo apt install openmpi-bin libopenmpi-dev
`

#下载gromacs

`
git clone https://gitlab.com/gromacs/gromacs.git
cd gromacs
`

#创建目录并编译

`
mkdir build
cd build
cmake .. -DGMX_BUILD_OWN_FFTW=ON
-DGMX_MPI=ON
-DGMX_GPU=CUDA
-DCUDA_TOOLKIT_ROOT_DIR=/usr/local/cuda-12.11
`

#编译gromacs ，会自动选择线程数进行

`
make -j $(nproc)
`

3.安装GROMACS： 编译完成后，运行以下命令安装：

`
sudo make install
`

#设置环境变量：

`
source /usr/local/gromacs/bin/GMXRC
`

#可以vim ~/.bashrc然后在文段最后添加本句命令，esc退出，“：wq”回车保存

#验证安装

gmx –version #如果安装了支持MPI(多节点并行计算)版本，命令工具名称变为gmx_mpi：gmx_mpi
-version

#如果你想使用常规的gmx命令，而不显式地使用gmx_mpi，你可以创建一个符号链接（symlink）：

`
ln -s /usr/local/gromacs/bin/gmx_mpi /usr/local/gromacs/bin/gmx
`

4.安装MMPBSA

`
conda create -n mmpbsa python=3.8
conda activate mmpbsa
conda install -c conda-forge ambertools
`

#查找ambertools安装路径

`
conda list ambertools
`

将查出的路径替换到下边
export AMBERHOME=/path/to/ambertools

`
export PATH=AMBERHOME/bin:AMBERHOME/bin:PATH
``

要使这些设置永久生效，可以将上面的两行添加到你的 ~/.bashrc 文件中，之后每次打开终端时这些环境变量都会自动设置。