Dinámica Molecular Proteína Solvente desde Jupyter Notebook

En esta sección se describen los pasos necesarios para correr una dinámica en el clúster, haciendo uso de los scripts preparados TLEAPpara preparación de parámetros y ULTRON para preparación y ejecución de la dinámica molecular.

En primera instancia, se deben obtener los archivos iniciales con los cuales vamos a trabajar. En esta parte se recomienda abrir los archivos con el visualizador VMD y guardarlo nuevamente con el formato de salida de .pdb de VMD.

  Archivo necesario:
  * Proteína :     	  receptor.pdb

Preparación de parametros

• La organización hace referencia en primer lugar al Programa, seguido por lo qué hace el programa, el comando para ejecutarlo y en algunos casos, notas importantes a considerar durante el protocolo.

1. Descargar el archivo en formato pdb desde la base de datos elegida y revisar el archivo descargado.

   1. El archivo puede ser obtenido de la base de datos de referencia.
   2. Sólo se debe cuidar de obtenerlo en el formato adecuado.

Formato

Abrir el archivo en VMD, quitar todo lo que no se quiera para la dinámica.

  $ vmd input.pdb  

Abrir el archivo en formato edición.

  $ vi input.pdb

Poner el archivo pdb en un formato fácil de pasar a AMBER.

  $ obabel -i pdb input.pdb -o pdb -O output.pdb     No siempre es necesario.

Sistema

Preparar un archivo que contenga sólo a la proteína se borran aguas, ligandos y demás moléculas que no pertenezcan a la proteína.

  $ cat                                              No siempre es necesario 

Preparar a la jupyter para utilizar AMBER.

  $ useamberjupyter

Se debe cambiar el formato pdb a AMBER.

  $ pdb4amber_jupyter -i input.pdb -o inputAmber.pdb  
  Puede usarse también 
  $ pdb4amber_jupyter -i input.pdb -o outputAmber1.pdb -y -d -p -a --constantph --reduce --add-missing-atoms -p --reduce --add-missing-atoms

Abrir el archivo inputAmber.pdb y quitar encabezados, cadenas que no son de interés: ligando, TERs, HOH, WAT; revisar nombre de los residuos: e.g. AS4, GL4, etc.

  $ vi inputAmber.pdb
    /TER

Parámetros

Genera archivo de parámetros TLEAPER.

  $ tleaper -i                                         

Se revisa el tleaper.in y se cambia la información de Proteína.pdb y/o proteína-ligando.pdb, Solvatación, Tamaño de caja, Campo de fuerza.

  $ vi tleaper.in

Corre el script tleaper.in

  $ tleaper                                           Se corre en el contenedor no en el CRANEX

Para asegurarnos de que nuestros archivos son los indicados y disminuir la probabilidad de que la dinámica sea interrumpida, es necesario comprobar si los archivos se generaron correctamente.

  Abrir los .rst7 y .parm7 en la jupyter

Una vez revisados los archivos, se debe proseguir con lo siguiente:

Crear una carpeta para guardar los archivos de parámetros generados en el paso anterior.

En general se deben mover todos los archivos de tleaper en un directorio y dejar a parte sólo los necesarios para que corra ULTRON.

  $ mkdir tleaper
  $ mv todo menos -.parm7 -.rst7 -.prmtop -rnsolv.pdb

Pasos para corre una Dinámica Molecular utilizando ULTRON.

Ubicados en el directorio donde se encuentran los archivos -.parm7 -.rst7 -.prmtop -rnsolv.pdb, se debe proceder a lo siguiente:

ULTRON

Generar archivo input de ULTRON.

  $ iultron_1

Modificar nombre en los parámetros del archivo de ULTRON

  $ vi ultron.in

1. Copiar el nombre del archivo ".prmtop"
2. Copiar el nombre del archivo ".rst7"
3. Copiar el nombre del archivo "._rnsolv.pdb"
4. Proteinmask 1 – x(número de aminoácidos) de acuerdo con _rnsolv.pdb
5. Pre, min, term1, term2, equi = 0 apagado 1 encendido.
6. Timemd = tiempo de la dinámica
7. Ensemble = ntp
8. Famexns = cuadros por nanosegundos
9. Solvent = si se desea o no mantener los solventes en lo archivos finales

Dar permisos de ejecución al script de ¨¨ULTRON**.

  $ chmod +x  ultron.in

Ir al directorio de scripts (home/shared/ScriptsMD) y copiar el pmemdcuda.slurm al directorio donde se va a generar la dinámica.

  $ cp pmemdcuda.slurm /direc/torio/de/destino/

SLURM

Preparación del SLURM.

  $ vi pmemdcuda.slurm

Modificar el archivo pmemdcuda.slurm y cambiar datos de Job-name:

Ejecución [[SLURM[[.

  $ ssh user@cluster.qb.fcen.uba.ar

Ejecutar el pmemcuda.slurm. La ejecución del script SLURM se debe realizar desde el clúster debido a los permisos.

  $ sbatch pmemdcuda.slurm

Información relacionada

1. Dinámica Molecular Proteína-Ligando
2. Modelado por homología con ALpha Fold 2
3. Autor:Rafael Betanzos