gmx 密度

概要

gmx density [-f [<.xtc/.trr/...>]] [-n [<.ndx>]] [-s [<.tpr>]]
            [-ei [<.dat>]] [-o [<.xvg>]] [-b <time>] [-e <time>]
            [-dt <time>] [-[no]w] [-xvg <enum>] [-d <string>]
            [-sl <int>] [-dens <enum>] [-ng <int>] [-[no]center]
            [-[no]symm]

説明

gmx density は、インデックスファイルを使用して、ボックス内の部分密度を計算します。

NPTシミュレーションの総密度については、代わりに gmx energy を使用してください。

オプション -center は、任意のグループの中央に基づいてヒストグラムのビンニングを行います。これは絶対的なボックス座標で行われます。もし、Z軸のボックスサイズ bZ を使用してプロファイルを計算する場合、全体を基準とした場合、出力は -bZ/2 から bZ/2 までになります。ただし、この動作は GROMACS 5.0 で変更されました。以前のバージョンでは、(0, bZ) で静的なビンニングを行い、出力のみをシフトしていました。現在では、各フレームごとに中心を計算し、(-bZ/2, bZ/2) でビンニングを行います。

オプション -symm は、結果を中心に対称化します。これにより、-center も自動的に有効になります。ビンニングは、圧力カップリングによって変化する箱の寸法を考慮し、常に相対座標で行われます。出力軸に沿った平均箱の寸法に結果をスケーリングします。

密度は kg/m^3 で表され、粒子密度や電子密度も計算できます。電子密度を計算する場合は、各原子の種類ごとの電子数の記述を含むファイル（`-ei`オプションを使用）を提供する必要があります。以下のような形式である必要があります：

2
atomname = nrelectrons
atomname = nrelectrons

最初の行には、読み込むファイルの行数を指定します。システム内の各ユニークな原子名のそれぞれに対して、1行が指定されている必要があります。各原子の電子数は、その原子の原子部分電荷によって修正されます。

二層構造における重要な考慮事項

最も一般的な使用シナリオの1つは、脂質二重層全体にわたって、通常はz軸を通常の方向とする、さまざまなグループの密度を計算することです。 短いシミュレーション、小さなシステム、および固定された箱サイズの場合には、これで問題ありませんが、一般的には脂質二重層は複雑になることがあります。 問題は、タンパク質と脂質はどちらも低い体積圧縮性を持つ一方で、脂質は非常に高い面積圧縮性を持つということです。 つまり、完全にリラックスしたシステムでも、箱の形状（厚さと面積/脂質）は大幅に変動します。 GROMACSが箱を原点と正の座標の間に配置するため、これは二重層が箱の中央に位置する場合、これらの変動により箱の中央を上下にわずかに移動させ、プロファイルをぼやけさせます。 これを修正する方法（圧力を制御する場合は）は、箱の中央を基準とした密度プロファイルを計算する -center オプションを使用することです。 二重層を持つ複雑で非対称なシステム（例えば、膜タンパク質を含む）でも、中央を二重層に設定できます。 その場合、出力は（中央）原点の参照点から一方の側にのみ、より多くの値を表示します。

最後に、表面張力の影響を受けない大きな二層膜は、波のような変動を示すことがあり、システム内で「波」が形成されます。これは生物学的システムの基本的な性質であり、実験と比較する場合は、この波のような変動の効果を含めることが望ましいです。

オプション

入力ファイルの指定オプション:

-f [<.xtc/.trr/...>] (traj.xtc)

軌跡: xtc trr cpt gro g96 pdb tng h5md

-n [<.ndx>] (index.ndx) (オプション)

インデックスファイル

-s [<.tpr>] (topol.tpr)

ポータブル XDR 実行入力ファイル

-ei [<.dat>] (electrons.dat) (オプション)

汎用データファイル

出力ファイルの指定オプション:

-o [<.xvg>] (density.xvg)

xvgr/xmgr ファイル

Other options:

-b <時間> (0)

最初のフレームを読み込む開始時間 (デフォルト単位: ps)

-e <時間> (0)

読み込むトレースファイルの最後のフレームの時刻 (デフォルト単位: ps)

-dt <時間> (0)

フレームは、t MOD dt = 最初の時間（デフォルト単位：ps）のときにのみ使用してください。

-[no]w (無)

出力の表示 .xvg, .xpm, .eps および .pdb ファイル

-xvg (xmgrace)

xvg グラフの書式設定: xmgrace, xmgr, なし

-d <文字列> (Z)

膜面上の通常の方向（X、Y、またはZ軸方向）を指定します。

-sl <int> (50)

この数で箱をこの数に分割します。

-dens (質量)

密度: 質量、数、電荷、電子

-ng <int> (1)

計算する密度を持つグループの数。

-[no]center (無)

中心となる(変化する)箱に対してのビンニングを実行します。二重層構造の解析に役立ちます。

-[no]symm (無)

軸方向に対して密度を対称化し、中心を基準にします。二重層構造の解析に役立ちます。

既知の問題

  • 電子密度の計算時には、種類ではなく原子名が使用されます。これは不適切です。