生成混合组分的磷脂双层膜结构文件的工具genmixmem

生成混合组分的磷脂双层膜结构文件的工具genmixmem

文/Sobereva(1)  2014-Jul-23


之前寡人嫌packmol用着不爽,于是写了个程序genmem来生成磷脂膜结构,见《生成磷脂双层膜结构文件的小工具genmem》(http://sobereva.com/222),虽然那个程序很简单,却十分好用,用于产生MD初始结构效果很好。但genmem只能生成纯组分的膜,现在要跑混合膜,遂在genmem的基础上写了个genmixmem专用来产生混合膜结构。在genmem里写过的内容在这里就不再做重复了。

genmixmem 1.0下载地址:/usr/uploads/file/20150610/20150610021537_51081.rar
其中有预编译好的Windows下的可执行文件、源代码以及示例文件。


使用很简单。在程序目录下写个名为input.txt的输入文件,示例内容和注释如下
mixmem.pdb         ;The path of output file
5       ;The number of lipid types
64      ;The number of lipids in each layer, should be square of an integer
64      ;Box length (Angstrom)
0       ;0=Don't randomly rotate molecule, 1=randomly rotate molecule, -1/-2/-3=rotate 45/90/180 degree in the second layer
80.5,39.5       ;The Z position of the reference atom in layer 1 and layer 2
#
# Below is pdb file of each lipid type, its number in each layer and the index of reference atom
#
pdbinput\DGDG343z.pdb,20,27
pdbinput\LysoPGz.pdb,10,5
pdbinput\MGDG366z.pdb,14,26
pdbinput\PA342z.pdb,15,21
pdbinput\PC364z.pdb,5,24

对于此例,只需要双击图标运行genmixmem.exe,程序就从指定的那些pdb中读取磷脂结构,根据指定的每种磷脂的数目,产生双分子层结构,输出到当前目录下的mixmem.pdb。瞬间就运行完毕。每层的8*8=64个磷脂分子均匀分布在64*64埃的区域里,磷脂都是顺着Z方向。每种类型的磷脂的分布是随机的,每次运行程序给出的排布都会不同,因此可以用来产生大量不同的初始结构。此例在生成膜结构时没有允许磷脂分子绕着Z轴随机或以某种方式旋转。第一层和第二层膜中每个磷脂的参考原子都分别位于Z=80.5和39.5埃的平面上。参考原子选的是每个磷脂的丙三醇部分的中央那个碳。此例用了5种磷脂,想增加或减少类型数的话,在输入文件末尾增加或删去磷脂定义,并且修改第二行的数字即可,构成膜的磷脂类型数目没有上限。设定的所有类型磷脂的数目的总和必须等于第二行设定的总磷脂数。输入文件里的数目设定都是对于一层膜而言的。




输入的磷脂pdb文件中,应当先人为地进行旋转,以让磷脂头部冲着Z轴正方向。并且最好尽量通过调整分子里的二面角让磷脂整体看起来比较直,以避免生成的结构中相互交错而导致不合理接触。旋转分子通常我在VMD里去做,但也可以通过gromacs的editconf来做,比如
editconf -f MGDG366.pdb -o MGDG366z.pdb -align -1 0 0 -princ
如果头部方向恰好反了,就把-1改成1。

虽然此程序目的是产生磷脂层,但组成并不限于磷脂分子,比如包含胆固醇等其它分子也都可以。

已有 3 条评论

  1. 先生

    但是如果要在膜中间放一个蛋白可以么?

    1. sobereva

      直接用genmixmem不行,可参考此文
      Sob谈生物膜体系的搭建
      http://sobereva.com/23

  2. lonemen

    从现在开始追随大神的脚步。

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