Schrödinger中从分子动力学轨迹中提取特定帧

学术   2024-07-24 10:31   日本  

在分子动力学(MD)实验中,对轨迹进行帧提取是一个常见的步骤。MD模拟产生的数据量通常非常大,每一步模拟都记录了系统中所有原子的坐标和速度。对整个轨迹进行存储和处理需要大量的存储空间和计算资源。因此,通过帧提取(即间隔一定步数记录一次帧),可以显著减少需要存储和处理的数据量。而且通过帧提取,可以去除数据中的冗余数据,保留更具代表性的系统状态,也可提取和分析特定时间段的数据,加快后处理步骤,提高计算效率。

今天给大家介绍一个实用的小工具--trj2mae.py脚本。它可以将Desmond生成的轨迹文件进行特定的帧提取并转换为Maestro文件,非常方便快捷。下面,我们来详细看看它的用法。

运行Schrodinger Power Shell,可通过一下命令查看该脚本的使用方法:

run trj2mae.py -h

基本用法

trj2mae.py 脚本需要三个主要参数:

  1. cms: 输入的.cms文件名

  2. trj: 输入的轨迹文件或目录名(通常以.xtc或_trj结尾)

  3. out: 输出文件的基本名

举个例子:

run trj2mae.py input.cms input_trj output_basename

这样就完成了基本的轨迹转换。

高级用法

除了基本转换,trj2mae.py 还支持各种高级功能,满足不同需求。

1. 切片轨迹

如果只需要轨迹的一部分,可以使用切片功能:

run trj2mae.py -s 0:100:10 input.cms input_trj output_basename

这会提取从第0帧到第100帧的每第10帧。

2. 帧切割和重新排序

如果需要转换并重新排序特定帧,如:

run trj2mae.py -trj-frame-cutting 0,0,1,3:5 input.cms input_trj output_basename

这样会生成一个新轨迹,包含第0, 0, 1, 3, 4和5帧,按这个顺序。

3. 提取特定原子

可以使用ASL表达式提取特定原子:

run trj2mae.py -extract-asl "protein OR ligand" input.cms input_trj  output_basename

这里指定从轨迹中提取蛋白质和配体分子。

4. 对齐到特定原子

对齐轨迹帧到特定原子非常重要,使用也很简单。如最常用的将轨迹以蛋白骨架进行对齐:

run trj2mae.py -align-asl "protein and backbone" -extract-asl "ligand" input.cms input_trj output_basename

5. 使用预定义协议

脚本内置了用于对齐和提取的预定义协议,比如water-close-to-ligand。需要注意的是,知道预定义协议将覆盖-extract-asl-align-asl选项。

run trj2mae.py -protocol water-close-to-ligand input.cms input_trj output_basename

6. 为每个帧生成单独文件

如果需要为每个帧生成单独文件,可以使用-separate命令:

run trj2mae.py -separate input.cms input_trj output_basename

7. 指定输出格式

可以指定输出文件格式,比如PDB:

run trj2mae.py -out-format PDB input.cms input_trj output_basename

实际应用trj2mae.py时,可以根据需要选择合适的命令,比如我们需要对Desmond生成的蛋白-小分子复合物的动力学轨迹进行处理,每两帧提取900帧到1000帧的一帧蛋白和小分子结构,每帧结构单独文件保存为MAE格式,并且轨迹基于蛋白骨架对齐,可以使用如下命令:

run trj2mae.py -separate -align-asl "protein and backbone" -s 900:1000:2 -extract-asl "protein OR ligand" -out-format MAE desmond_md_job_out.cms desmond_md_job_trj output_basename

总结

trj2mae.py 脚本功能强大,选项丰富,无论是基本转换还是高级定制,都能满足大家的需求。赶快试试吧,让你的轨迹处理工作变得更加轻松高效!

希望这篇推文能帮到大家,如果有任何问题或建议,欢迎在评论区留言。我们下期再见!

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