Bây giờ sau khi hệ đã được xây dựng, ta tạo file input nhị phân sử dụng grompp và em_real.mdp làm file tham số:
gmx grompp -f em_real.mdp -c solvated_ions.pdb -p topol.top -o em.tpr
Để ý rằng trong file em_real.mdp, câu lệnh energygrps = Protein JZ4 được thiết đặt, do có thể các thành phần của tương tác phi liên kết giữa protein và ligand sẽ được xem xét phân tích sau.
Ta cần chắc chắn rằng file topol.top được cập nhật sau mỗi lần chạy genbox và solvate, nếu không sẽ có nhiều lỗi với thông báo khó hiểu xuất hiện ("number of coordinates in coordinate file does not match topology" . . . )
Bây giờ ta gọi mdrun để chạy EM:
gmx mdrun -v -deffnm em
Hệ sẽ hội tụ rất nhanh. Ta có thể quan sát các thành phần thế năng sử dụng môđun energy. File em.edr chứa tất cả các số hạng năng lượng mà GROMACS thu thập trong quá trình EM, và bất kì file .edr nào cũng có thể được phân tích bằng câu lệnh:
gmx energy -f em.edr -o potential.xvg
Tại dấu nhắc, gõ "10 0" để chọn Potential(10); zero (0) sẽ kết thúc đầu vào. Trung bình Epot sẽ được hiển thị và file "potential.xvg" sẽ được xuất. Để vẽ dữ liệu này, sử dụng công cụ vẽ Xmgrace. Đồ thị thu được có dạng như sau, thể hiện sự hội tụ đẹp của Epot:
Hình 19: Sự hội tụ trong quá trình cực tiểu năng lượng
A.3.1. Cân bằng
Sau khi hệ đã ở năng lượng cực tiểu, ta có thể bắt đầu động lực học.
Cân bằng phức hợp protein-ligand cũng giống như cân bằng các hệ khác chứa protein trong nước. Nhưng trong trường hợp này ta cần một số để ý đặc biệt:
1. Ràng buộc ligand
2. Xử lí các nhóm ghép cặp nhiệt độ
Ràng buộc ligand
mô đun genrestr. Chạy genrestr với file jz4_ini.pdb mà ta lấy từ CGenFF:
gmx genrestr -f jz4_ini.pdb -o posre_jz4.itp -fc 1000 1000 1000
Bây giờ thông tin này cần được cho vào trong topology. Nếu ta chỉ muốn ràng buộc ligand bất cứ khi nào protein cũng bị ràng buộc thì ta thêm các dòng dưới đây vào trong topology ở vị trí thích hợp:
; Include Position restraint file
#ifdef POSRES
#include "posre.itp"
#endif
; Include ligand topology
#include "jz4.itp"
; Ligand position restraints
#ifdef POSRES
#include "posre_jz4.itp"
#endif
; Include water topology
#include "charmm36-nov2014.ff/tip3p.itp"
A.3.2. Cân bằng NVT
Thực hiện cân bằng NVT sử dụng file nvt.mdp:
gmx grompp -f nvt.mdp -c em.gro -p topol.top -n index.ndx -o nvt.tpr gmx mdrun -deffnm nvt
Sự biến đổi của nhiệt độ có thể được phân tích bằng cách chạy câu lệnh:
gmx energy -f nvt.edr
Gõ "15 0" ở dấu nhắc để chọn nhiệt độ của hệ và thoát. Đồ thị thu được có dạng như sau:
Hình 20: Sự dao động nhiệt độ trong cân bằng NVT
A.3.3. Cân bằng NPT
Sau khi hoàn thành cân bằng NVT, ta có thể thực hiện cân bằng NPT với file npt.mdp.
Ở bước trước, ta đã ổn định nhiệt độ của hệ. Trước khi thu thập dữ liệu, ta cũng cần ổn định áp suất (và theo đó là mật độ) của hệ. Cân bằng áp suất được thực hiện dưới tập hợp NPT, trong đó số hạt, áp suất và nhiệt độ là hằng số. Tập hợp này còn được gọi là tập hợp đẳng nhiệt đẳng áp và giống nhất với điều kiện thực nghiệm.
grompp và mdrun cũng được dùng giống như trong cân bằng NVT. Để ý rằng bây giờ có thêm cờ -t để đưa vào file checkpoint trong cân bằng NVT. File này chứa tất cả các biến trạng thái cần thiết để tiếp tục mô phỏng. Để bảo toàn vận tốc thu được từ NVT, ta cần đưa file này vào. File tọa độ (-c) là đầu ra cuối của mô phỏng NVT.
File npt.mdp sử dụng trong cân bằng NPT không khác nhiều so với file sử dụng trong cân bằng NVT. Để ý phần bổ sung ghép cặp áp suất, sử dụng thuật toán điều nhiệt Parrinello-Rahman.
gmx grompp -f npt.mdp -c nvt.gro -t nvt.gro -p topol.top -n index.ndx -o npt.tpr gmx mdrun -deffnm npt
Áp suất
Sự biến đổi của áp suất có thể được phân tích:
gmx energy -f npt.edr -o pressure.xvg
Gõ "16 0" ở dấu nhắc để chọn áp suất và thoát. Đồ thị thu được có dạng như sau:
Hình 21: Sự dao động áp suất trong quá trình cân bằng NPT
Giá trị áp suất dao động rất lớn trong giai đoạn cân bằng 100 ps, nhưng điều này không phải bất thường. Giá trị trung bình của dữ liệu này được vẽ bằng nét đỏ trong đồ thị. Trong giai đoạn cân bằng, giá trị trung bình của áp suất là 1,05 bar.
Mật độ
Ta hãy xem thêm mật độ, lần này sử dụng "22 0" ở dấu nhắc.
gmx energy -f npt.edr -o density.xvg
Hình 22: Sự dao động mật độ
Cũng như với áp suất, đường trung bình mật độ được vẽ bằng nét đỏ. Giá trị trung bình trong suốt giai đoạn 100 ps là 998,3kg m−3, và mật độ của mô hình TIP3P là 1008kg m−3. Giá trị mật độ rất ổn định theo thời gian, cho thấy rằng hệ đã cân bằng về áp suất và mật độ. Ban đầu, có thể các giá trị mật độ tính toán được không giống với kết quả. Các số hạng liên quan tới áp suất hội tụ rất chậm và ta có thể cần chạy NPT dài hơn trường hợp trên.