8.1. Frangment ER

Fragment ER法を使用してタンパク-リガンド間の相対結合自由エネルギーを計算します。

使用するためにはアドオンの購入が必要です。

分子動力学法のソルバーにはNAMDを使います。

8.1.1. Fragment ER画面

Fileメニュー
New Project
プロジェクトを初期化します。
Open Project
プロジェクトを開きます。
Save Project
プロジェクトを上書き保存します。
Save Project As
プロジェクトを名前をつけて保存します。
Close
Fragment ER画面を閉じます。
MDメニュー
NAMD Keywords Setup
NAMDキーワード設定画面 を開きます。
Run NAMD
NAMDをローカル実行します。
Run NAMD On Remote Server
NAMDのリモートサーバでの実行のために、リモートジョブ実行画面を開きます。
Edit .log File
NAMD実行時のログファイルをテキストエディタで開きます。
Energy Plot
NAMD実行時のログファイルからエネルギー変化のグラフを描画します。
Import NAMD Trajectory
MDのトラジェクトリを開きます。
Clear NAMD Output Files
NAMD実行でできた出力ファイルを削除します。 RunNAMD.bat, RunNAMD.log, 各種dcd, log, coor, namd, vel, xsc, xstファイル等を削除します。
Analysisメニュー
Calculate Free Energy
自由エネルギーを計算します。
Edit .log File
自由エネルギー計算時のログファイルをテキストエディタで開きます。
Import Result
自由エネルギー計算結果をインポートして 結果表示画面 に表示します。
Clear Analysis Output Files
自由エネルギー計算でできた出力ファイルを削除します。 FreeEnergy.sh, FreeEnergy.log, calc_PdP_kai2.out, parameters_feファイル, refs, solnフォルダ等を削除します。
Toolsメニュー
Preferences
環境設定画面 を表示します。
Solution
... ボタンをクリックして溶液系のPDBファイルを指定します。 複数のリガンド分子が存在する場合は、リガンド分子を指定します。 ビューにリガンド分子表示されます。
Set Core
初期リガンドからフラグメント部分の原子をクリックで指定し、Set Core ボタンをクリックすると、残りの部分を母核として設定します。
Add
新規フラグメントをコンボボックスで選択してから、 Add ボタンをクリックすると、新規フラグメントを母核に付加したリガンドを最終リガンドリストに追加します。
Configure
Fragment ER 設定画面 を表示します。
Check
各種リガンドの母核部分の原子タイプが一致しているかチェックします。 同時にリガンドの力場も生成します。
Setup
NAMDの入力ファイル(PDB,PSFファイル)を生成します。
Close
Fragment ER画面を閉じます。

8.1.2. Fragment ER 設定画面

Fragment ERの計算の設定をします。 設定内容はプロジェクトファイルに記録されます。
Solvation
Drop water and solvate for In-protein
In-protein系の計算で水分子を再配置するか設定します。 これを行わない場合ははじめに読み込んだ溶液系の水分子が溶媒として使用されます。 これを行わない場合は周期境界セルが設定されている必要があります。
Drop water and solvate for In-aqua
In-aqua系の計算で水分子を再配置するか設定します。 これを行わない場合ははじめに読み込んだ溶液系の水分子が溶媒として使用されます。 これを行わない場合は周期境界セルが設定されている必要があります。
Distance from solute to cell boundary
溶質から周期境界セルまでの距離を指定します。
Forcefield for Ligands
リガンドに使用する力場の種類を選択します。
N-terminal modification
タンパクのN末端修飾を指定します。
C-terminal modification
タンパクのC末端修飾を指定します。
Import trajectory Interval
トラジェクトリのインポート時にどのくらいの頻度で間引くか指定します。
ERmod
# of bins for binding energy
結合エネルギーの分割数を指定します。
# of insersions for solute (maxins)
ermod実行時のmaxinsを指定します。
# of division of the simulation (engdiv)
ermod実行時のengdivを指定します。
# of OpenMP threads (for local run)
ermodローカル実行時のOpenMPスレッド数を指定します。
# of MPI processes (for remote run)
ermodリモート実行時のMPIプロセス数を指定します。
OK
設定を保存して画面を閉じます。
Cancel
設定を保存せず画面を閉じます。

8.1.3. NAMDキーワード設定画面

NAMDによるMD計算の設定をします。 設定内容はプロジェクトファイルに記録されます。 チェックボックスで計算する系を選択します。
Conf

各系のNAMD計算に入力ファイルの設定をします。

numdcd
トラジェクトリの出力間隔を指定します。
numlog
ログファイルの出力間隔を指定します。
temperature
温度を指定します。 In-proteinの平衡化計算では段階昇温のはじめの段階の温度になります。
timestep
MDの1ステップの時間刻みを指定します。
numstep
MDのステップ数を指定します。
Number of Therad
NAMD実行時のスレッド数を指定します。
Generate Conf Files
入力ファイル(namdファイル)を出力します。
Run
入力ファイルを出力してNAMDをローカル実行します。
Close
NAMDキーワード設定画面を閉じます。
Load Default
デフォルト設定条件を読み込みます。
Save Default
現在の設定条件をデフォルト設定として保存します。
Reset Default
デフォルト設定条件を初期状態に戻します。

8.1.4. 結果表示画面

Summaryに結果の要約が表示されます。 エネルギー分布関数のグラフが表示されます。 どの系を表示するか選択することができます。
log
ログファイルをテキストエディタで開きます。
Excel
グラフ表示されているデータをCSVファイルに保存し、アプリケーションで開きます。
Close
結果表示画面を閉じます。

8.1.5. 環境設定画面

NAMD Path
NAMD実行ファイルのパスを設定します。
Protein Topology Path
タンパクのトポロジーファイルを指定します。
Protein parameter Path
タンパクのパラメータファイルを指定します。