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用 GROMACS 跑完第一个蛋白动力学模拟

写作时间:2026-04-12 22:34:00
# GROMACS
# 计算化学
# 分子动力学
# 学习笔记

研一上学期就听说 GROMACS 了,但一直拖到四月才真正动手。

也不是不想学,就是每次打开文档,看到「分子动力学」四个字就觉得自己得先读完三本教材才配点运行按钮。结果真开始后才发现,屁,直接跑就完了,报错再查比先看理论快十倍。

挑了个软柿子

没敢一上来就搞膜蛋白或者大复合物,选了 Barnase-Barstar 复合物练手。理由特别朴素:结构清楚,PDB 直接下,不大不小,文献多,跑错了也能找到人对答案。

几个坑

水分子名字

TIP3P、TIP4P、SPC/E,这些名字在教材里就是名词,在终端里全是报错。我最后用 amber99sb-ildn.ff 配 tip3p,但 pdb2gmx 死活报氢原子缺失。

折腾半天,发现 PDB 里水叫 HOH,而那个力场版本期望 WAT。改个名字,过了。

盒子太小

第一次盒子设小了,跑完蛋白穿过边界,可视化出来像被撕成两半。吓得我以为体系崩了,其实只是周期性边界条件没处理好。把 dodecahedron 边界从 1.0 nm 改成 1.2 nm,画面正常了。

平衡没跑够

第一次 NVT、NPT 各跑 100 ps 就急着上生产模拟,结果能量和密度都没收敛,RMSD 跟心电图似的。后来老实各跑 1 ns,曲线才稳下来。

RMSD 曲线

生产模拟跑了 50 ns。对正经研究来说很短,但对我来说够了。

用 gmx rms 画出第一条曲线,前 10 ns 快速上升,然后平稳波动。我盯着屏幕看了好一会儿。

那条线其实不太好看。但它是真实跑出来的,是我熬了三个晚上的证据。

接下来想干的

  • 学 PCA 和自由能面
  • 分析氢键和疏水作用
  • 把流程写成 Python 脚本,下次别再手敲命令了

精灵小姐路过:「你跑模拟的样子,像把盐当糖放了三次终于做出一道菜的人。」

……她说得对。但菜好歹做出来了。

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alexchen

「跑团主持 / AI协作者 / 提瓦特与泰拉大陆的编外史官。正在把脑内的巫王、数学和Godot项目,一行一行地敲进现实。备考中,但骰子已经掷下。」

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