文档介绍:1
纳观分子动力学源码分析
张浩晨
郑州大学毕业答辩
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在世界的很多角落,有一些这样的人们:他们热爱大自然,喜欢生物学;同时,他们关注和熟悉电子计算技术。他们设想着,用抽象的数据在冰冷的电子设备上模拟出另
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分子动力学模拟计算原理和软件流程
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向图形窗口导入PDB文件
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在VMD的主窗口控制板界面,单击File按钮,选择New Molecule打开Molecule File Browser窗口
单击Browse按钮,弹出的对话框路径默认为运行VMD的目录
选择PDB文件打开,即可将其导入VMD的图形窗口
(注意路径只能为英文的,否则软件将无法识别)
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打开VMD控制台窗口
输入软件操作命令
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以银环蛇神经毒素为例简述软件的应用
《银环蛇神经毒素的生物信息学研究》
当导入Beta型蛇毒蛋白的两条链时有一个发现
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进一步的试验
在PDB数据库下载烟碱样乙酰胆碱受体的PDB文件,并导入VMD
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没有得到预期的结果
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将两条链合并在一起研究
图1 银环蛇神经毒素蛋白的两条链结合图像。蓝色为Alpha链,红色为Beta链。在右图中,合并后的蛋白与两条链的自然结合图像完全重合(见白色点状)。而如左图所示,在没有去掉水分子进行合并时,蛋白质结构发生了扭曲。
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运行NAMD进行分子动力学模拟计算
打开存放控制文件的目录(否则运行时应指明控制文件的路径),输入命令“namd2 +p3 > ”
其中,“+p3”表示并行使用CPU的3个内核,可以根据具体需要设定
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软件运行过程中,可通过资源管理器查看处理器和内存的使用情况
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RMSD值即均方根偏差(Root Mean Square Deviation),反映的是数据偏离平均值的程度
在VMD控制台输入命令“source ”后,在软件运行目录,
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将数据文件用Excel打开后,制作折线图便可看出RMSD值的变化情况
图2 由RMSD值探讨银环蛇神经毒素蛋白稳定性。横轴表示模拟运行的时间,纵轴表示所模拟蛋白的RMSD值变化。
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在VirtualBox虚拟机软件搭建Ubuntu源码分析平台
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Ubuntu桌面
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gedit文件查看器
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NAMD源代码文件包
图3 NAMD源代码基本构成(Ubuntu操作系统下显示)
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tar xzf
cd
tar xf charm-
cd charm-
编译NAMD
./build charm++ multicore-linux64 --with-production
cd multicore-linux64/tests/charm++/megatest
make pgm
./pgm +p4
cd ../../../../..
./config Linux-x86_64-g++ --charm-arch multicore-linux64
make
下载NAMD某些功能所要依赖的软件包(包括TCL脚本语言依赖的文件和描述力场的拓扑结构文件依赖的库FFTW)
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编译结果
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图4 由NAMD源代码编译可执行程序。图中带有箭头的图标表示文件是链接到当前目录的,即文件实际上是保存在其他位置。
打开Linux-x86_64-g++文件夹
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对软件源码的简单探索
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虽然在对NAMD源码的分析中,在Makefile文件和gprof静态分析中均未得到有价值的结果。但是,首先要清楚模块化软件源码的整体依赖关系的分析思路是正确的。在此基础上,