GROMACS

GROMACS

معرفی نرم افزار GROMACS

GROMACS یک بسته جامع برای انجام تحلیل های دینامیک مولکولی است، بعنوان مثال شبیه سازی معادلات حرکت نیوتنی برای سیستم های دارای صدها تا میلیون ها ذره.

این نرم افزار برای مولکول های بیوشیمیایی مانند پروتئین ها ، لیپیدها و اسیدهای نوکلئیک طراحی شده است که دارای مقدار زیادی فعل و انفعالات پیوندی پیچیده هستند، اما از آنجا که GROMACS در محاسبه فعل و انفعالات غیر پیوندی بسیار سریع است (که معمولاً بر شبیه سازی ها غلبه دارند)، بسیاری از محققین نیز از آن برای تحقیق در مورد سیستم های غیر-بیولوژیکی مانند پلیمرها استفاده می کنند.

GROMACS از تمام الگوریتم های معمول برای اجرای تحلیل های دینامیک مولکولی مدرن پشتیبانی می کند، اما همچنین ویژگی های مختلفی وجود دارد که آن را از سایر نرم افزارها متمایز می کند:

  • GROMACSدر مقایسه با سایر برنامه ها عملکرد فوق العاده بالایی را ارائه می دهد. بسیاری از الگوریتم های بهینه سازی در کدنویسی این نرم افزار لحاظ شده اند. در GROMACS 4.6و نسخه های بعدی آن، تقریباً در همه سیستم عامل های رایج ، داخلی ترین حلقه ها به زبان برنامه نویسی C نوشته شده اند. این هسته ها به دو صورت معمولی و دقت مضاعف (Single and double precision) و با پشتیبانی از انواع مختلف SIMD، در دسترس هستند.
  • همچنین در GROMACS 4.6 و نسخه های بعدی، امکان بهره گیری از توان پردازشی CUDA-based GPU در GPU های دارای قابلیت پردازش انویدیا (NVIDIA) در نظر گرفته شده است.
  • GROMACSبا قابلیت استفاده از فایل های متنی برای معرفی انواع توپولوژی و پارامترهای مورد نیاز، بصورت کاملا کاربر پسند است طراحی شده است. ثبات و پایداری نرم افزار بارها مورد و به روش های گوناگون مورد بررسی قرار گرفته و در صورت بروز خطا در فرایند شبیه سازی، پیام های مشخصی در خصوص موارد خطا به کاربر نمایش داده می شود. از آنجا که از پیش پردازنده Cاستفاده می شود، امکان استفاده از قطعات شرطی در توپولوژی و سایر فایل ها وجود دارد. امکان فشرده سازی gzip فایل ها نیز در نرم افزار گنجانده شده است.
  • هیچ زبان برنامه نویسی در محیط نرم افزار وجود ندارد – همه برنامه ها از یک رابط کاربری ساده با قابلیت تایپ دستور (Command line) برای فایل های ورودی و خروجی استفاده می کنند.
  • در حین شبیه سازی، اطلاع رسانی در مورد میزان پیشرفت و تاریخ و زمان مورد انتظار برای پایان شبیه سازی بصورت لحظه ای نمایش داده می شود.
  • فایل های ورودی تحلیل مستقل از نوع سخت افزار بوده و در تمامی نسخه های GROMACS قابل فراخوانی و ویرایش هستند.
  • GROMACS توانایی ذخیره سازی مختصات با استفاده از lossy compression را داراست. که با تکیه بر این ویژگی، حجم فایل های ذخیره سازی شده به میزان قابل توجهی کاهش پیدا می کند.
  • GROMACS با ابزارهای زیادی پذیر برای تجزیه و تحلیل همراه است و برای انجام تجزیه و تحلیل های معمول نیازی به نوشتن هیچ کدی نیست. خروجی نرم افزار به صورت نمودارهای Xmgr / Grace، به همراه عناوین محورها، راهنما و … ارائه می شود.
  • یک نمایشگر اصلی مسیر که فقط به کتابخانه های استاندارد X نیاز دارد، به همراه چندین ابزار خارجی برای نمایش فایل های GROMACS در نظر گرفته شده اند.
  • با استفاده از پروتکل ارتباطی استاندارد MPI یا از طریقThread MPI ، می توان GROMACS را به صورت موازی اجرا کرد.
  • GROMACSشامل چندین الگوریتم پیشرفته است که امکان افزایش قابل توجه گام های زمانی شبیه سازی را فراهم می کند که بدون کاهش دقت و جزییات، باعث افزایش عملکرد می شود.
  • این بسته شامل یک سازنده توپولوژی کاملاً خودکار برای پروتئین ها، حتی ساختارهای multimeric است. بلوک های سازنده برای 20 آمینواسید استاندارد و همچنین برخی از مانده های اصلاح شده، 4 نوکلئوتید و 4 محلول دی اکسینوکلئوتید، چندین قند و لیپید و برخی گروه های خاص مانند hemes و چندین مولکول کوچک در دسترس است.
  • نرم افزار GROMACS با رابط کاربری برای شیمی کوانتوم و بیوانفورماتیک (Bioinformatics)، در حال توسعه می باشد.
  • GROMACSیک نرم افزار رایگان است که تحت مجوز GNU Lesser General Public License (LGPL) version 2.1، در دسترس است. از آنجاییکه این نرم افزار توسط Free Software Foundation منتشر شده است، امکان توزیع و ویرایش تحت شرایط LGPLوجود دارد.
  • GROMACS یک نام کامل بوده و مخفف هیچ عبارت خاصی نیست
  • چندین نشریه علمی به بحث و بررسی در مورد توسعه و ویژگی های GROMACS می پردازند.

دانلود نرم افزار GROMACS

آموزش ویدئویی نرم افزار GROMACS

لوگو فرادرس

25000 تومان

 

  • درس یکم: آشنایی با اصول شبیه ‌سازی دینامیک مولکولی
    • انواع روش های شبیه سازی
    • الگوریتم دینامیک مولکولی
    • نرم افزارهای شبیه سازی دینامیک مولکولی

 

  • درس دوم: آشنایی با نرم ‌افزار گرومکس و روش نصب
    • آشنایی با محیط لینوکس (Linux)
    • نصب نرم افزار گرومکس (GROMACS)

 

  • درس سوم: شبیه سازی پروتئین لیزوزیم (Lysozyme) در آب
    • معرفی مراحل اصلی شبیه سازی
    • ساخت فایل ورودی مولکول ها
    • تعریف جعبه شبیه سازی
    • حداقل سازی انرژی
    • تنظیم دما و فشار
    • اجرای شبیه سازی
    • انجام آنالیز

 

  • درس چهارم: نرم‌ افزار گوسین و محاسبات شیمی کوانتومی
    • ساخت توپولوژی گرومکس برای مولکول های غیرزیستی با استفاده از سرورهای اتوماتیک
    • معرفی نرم افزار گوسین (Gaussian) و انواع محاسبات
    • معرفی تئوری و Basis Set محاسبات در گوسین
    • محاسبه بار جزئی در گوسین و اصلاح توپولوژی گرومکس
    • آموزش ساخت توپولوژی با دستور X2TOP

 

  • درس پنجم: شبیه‌ سازی و آنالیز سیستم‌ های مختلف
    • شبیه سازی غشا دو لایه سلول
    • آنالیزهای غشا دولایه مانند: سطح به ازای لیپید، پارامتر نظم و ضریب نفوذ
    • شبیه سازی نانولوله های کربنی
    • آنالیز تابع توزیع شعاعی
    • آنالیز پیوندهای هیدروژنی
    • محاسبه برهم کنش های واندروالس (Van der Waals) و الکترواستاتیک
    • شبیه سازی در pH ثابت

 

  • درس ششم: آنالیز نمونه گیری چتری
    • اصول شبیه سازی هدایت شده
    • مراحل نمونه گیری چتری
    • محاسبه انرژی آزاد کپسوله شدن دارو داخل نانولوله کربنی
زیست محاسبات پویا

225000 تومان

  •  مبانی شبیه سازی دینامیک مولکولی
  • معرفی فایل pdb و دیتابیس های مربوط
  • آموزش مقدماتی لینوکس
  • معرفی نرم افزار گرومکس
  • آماده سازی فایل های ورودی
  • قرار دادن مولکول داخل جعبه
  • اضافه کردن آب
  • کمینه سازی انرژی
  • تعادل سازی دمایی
  • تعادل سازی فشار
  • مرحله تولید
  • آنالیز و تفسیر نمودارها
زیست محاسبات پویا

300000 تومان

  •  مبانی شبیه سازی دینامیک مولکولی
  • معرفی فایل pdb و دیتابیس های مربوط
  • آموزش مقدماتی لینوکس
  • معرفی نرم افزار گرومکس
  • آماده سازی فایل های ورودی
  • قرار دادن مولکول داخل جعبه
  • اضافه کردن آب
  • کمینه سازی انرژی
  • تعادل سازی دمایی
  • تعادل سازی فشار
  • مرحله تولید
  • آنالیز و تفسیر نمودارها
زیست محاسبات پویا

330000 تومان

  •  مبانی شبیه سازی دینامیک مولکولی
  • معرفی فایل pdb و دیتابیس های مربوط
  • آموزش مقدماتی لینوکس
  • معرفی نرم افزار گرومکس
  • آماده سازی فایل های ورودی
  • قرار دادن مولکول داخل جعبه
  • اضافه کردن آب
  • کمینه سازی انرژی
  • تعادل سازی دمایی
  • تعادل سازی فشار
  • مرحله تولید
  • آنالیز و تفسیر نمودارها
ایران متلب

99000 تومان

 

 

  • معرفی کوتاه gromacs
  • اماده سازی توپولوژی
  • نمایش پروتئین
  • نمایش cartoon
  • نمایش اتم ها
  • حذف مولکولهای آب
  • دستور vi
  • دستور gmx
  • دستور pdb2gmx
  • معرفی گروماکس در ترمینال لینوکس
  • فایل های gro
  • انتخاب force field
  • تولید توپولوژی در گرومکس
  • توضیح محتوی فایل های توپولوژی
  • توضیح فایل itp
  • توضیح فایل itp
  • Position restraints
  • فیلد moleculetype
  • فیلد atoms
  • فیلد molecule
  • توضیح روش OPLS
  • دیاگرام OPLS
  • Bond strength
  • Torque angle
  • Angle binding
  • تعریف box
  • تنظیم فاصله در box
  • تنظیم نوع box
  • دستور editconf
  • اضافه کردن حلال
  • دستور solvate
  • گزینه cp
  • گزینه cs
  • تفاوت فایل های توپولوژی جدید و قبلی
  • چگونگی صحت سنجی دستور solvate
  • اضافه کردن یون
  • دلیل اضافه کردن یون چیست؟
  • تفسیر ستون های charge
  • دستور grompp
  • فایل
  • توضیح فایل
  • پارامترهای الگوریتم مینیمم سازی انرژی
  • Maximum number of steps
  • Steepest descent minimization
  • Short range electrostatic cut-off
  • Short range Van der Waals cut-off
  • شرایط مرزی متناوب (pbc)
  • تولید tpr
  • دستور genion
  • گزینه pname-
  • گزینه nname-
  • گزینه nn-
  • خنثی سازی
  • انتخاب گروه حلال
  • بررسی صحت اجرای genion
  • توصیف steric clash
  • دلیل استفاده از EM
  • Configuration file
  • دستور mdrun
  • Verbose در گروماکس
  • توضیح خروجی الگوریتم EM
  • چگونه بفهمیم الگوریتم EM به درستی انجام شده است؟
  • شرط های خروج از الگوریتم EM
  • محاسبه انرژی
  • پسوندهای xvg
  • ابزار xmgrace
  • رسم نمودار
  • دلیل استفاده از Equilibration چیست؟
  • موازنه Equilibration
  • چرا از position restrain استفاده می کنیم؟
  • موازنه NVT (Number of particles, Volume and Temperature)
  • مقدار زمان مورد نیاز برای موازنه NVT
  • مفهوم dt
  • کنترل خروجی
  • کوپلینگ دما
  • کوپلینگ فشار
  • مفهوم random seed
  • چاپ خروجی v-
  • نمایش تاریخ اتمام اجرای الگوریتم NVT
  • دستور energy
  • رسم نمودار دما
  • صحت عملیات موازنه NVT
  • موازنه NPT (Number of particles, Pressure and Temperature)
  • پارامتر continuation
  • فایل cpt
  • طریقه افزایش سرعت پردازش
  • رسم نمودار فشار
  • رسم نمودار density
  • چرا نتایج حاصل از شبیه سازی و تئوری با هم فرق زیادی ممکن است پیدا کنند؟
  • شبیه سازی MD
  • گزینه deffnm
  • Trajectory analysis
  • دستور trjconv
  • فایل xtc
  • محاسبه RMSD
  • تنظیم واحد زمان در rms
  • رسم نمودار rmsd
  • انالیز قطر gyration
  • دستور gyrate

نظرسنجی

دیدگاهتان را بنویسید

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد. فیلدهای مورد نیاز با * مشخص شده است

نوشتن دیدگاه