AMBER分子动力学程序包是加州圣弗兰西斯科大学(University of California San Francisco,UCSF)的Peter A Kollman和其同事编的,程序很全,现在已经发展到版本9.0。AMBER功能涵盖种类非常多的生物分子,包括蛋白、核算以及药物小分子。
以下是AMBER软件包中四个主要的大程序:
Leap:用于准备分子系统坐标和参数文件,有两个程序:
xleap:X-windows版本的leap,带GUI图形界面。
tleap:文本界面的Leap。
Antechamber:用于生成少见小分子力学参数文件的。有的时候一些小分子Leap程序不认识,需要加载其力学参数,这些力学参数文件就要antechamber生成。
Sander:MD数据产生程序,即MD模拟程序,被称做AMBER的大脑程序。
Ptraj:MD模拟轨迹分析程序。
课程主要知识点:
1 分子力学简介
1.1 分子力学的基本假设
1.2 分子力学的主要形式
2 分子力场
2.1 分子力场的简介
2.2 分子力场的原理
分子力场的分类及应用
1 LINUX 简介
1.1 用户属组及权限
1.2 目录文件属性
1.3 LINUX基础命令
1.4 LINUX环境变量
Shell常用命令练习
1 AMBER简介和安装
1.1 GCC简介及安装
1.2 Open MPI简介及安装
AMBER安装运行
1 模型文件的预处理
1.1 模型来源简介
蛋白文件简介
1 模型文件的预处理
1.1 蛋白预处理
小分子预处理
1.1 AMBER力场简介
1.2 拓扑文件、坐标文件简介
1.3 top、crd文件的生成
1.4 tleap模块的使用
案例实践:
HIV-1复合物的预处理
1 能量优化、分子动力学模拟
1.1 能量优化意义以及方法
1.2 模拟温度调节意义及方法
1.3 溶剂模型分类及选择
1.4 动力学模拟输入文件的编写
1.5 运行分子动力学模拟
1.6 输出内容解读
案例实践:
HIV-1复合体系能量优化、分子动力学模拟
1 焓变计算
1.1 实验数据分析及检索
1.2 MM/PBSA结合自由能计算原理
1.3 GB模型讲解及分类
1.4 焓变输入文件的编写
焓变结果解读
1 熵变计算
1.1 Nmode计算熵变原理
1.2 熵变输入文件的编写
1.3 焓变结果解读
实验值与理论值对照分析
案例实践:
HIV-1与抑制剂之间结合自由能计算
1 3D可视化分析
1.1 VMD安装和使用
1.2 Discovery Studio 安装和使用
Pymol 安装和使用
1 构象分析
1.1 RMSD分析
1.2 B-Factory 分析
RMSF分析
1.1 RG分析
1.2 二级结构分析
1.3 VMD动画展示
距离角度测量
1 能量分析
1.1 残基分解(相互作用分析)
1.2 丙氨酸扫描(寻找热点残基)
1.3 氢键网络(其它相互作用)
1 经典文献工作复现(请同学在课前自行下载仔细阅读)
1.1 Jianzhong Chen, Xingyu Wang, Laixue Pang, John Z H Zhang, Tong Zhu. Nucleic Acids Res., 47(13): 26 Pages 6618–6631.
DOI: 10.1093/nar/gkz499
(1) MM/GBSA结合自由能计算
(2) 相关性分析
(3) 相互作用能的提取与讨论
(4) 氢键网络分析
(5) RMSF分析热点残基和活跃结构区域
DCCP解析体系内部动力学特征
1.1 Fu, Tt., Tu, G., Ping, M. et al. Subtype-selective mechanisms of negative allosteric modulators binding to group I metabotropic glutamate receptors. Acta Pharmacol Sin (2020).
DOI: 10.1038/s41401-020-00541-z
(1) 分子对接技术
(2) MD模拟运动学
(3) NAMs与mGlu1和mGlu5结合的初始结合构象
(4) mGlu1-NAM配合物的相互作用及结合自由能分析
(5) NAM绑定mGlu1中的“热点”和“热点”残基分析
(6) mGlu5-NAM配合物的相互作用及结合自由能分析
(7) NAM–mGlu5共同识别机制分析
(8) 分子动力学模拟真实性检测
(9) mGlu1和mGlu5对NAMs的选择机制
(10) mGlu1和mGlu5中非保守残基的不同性质决定了NAMs的结合模式
(11) mGlu1和mGlu5中保守残基稳定NAMs结合模式的不同作用
双靶标抑制剂的结合机制