广东蛋白与聚合物模拟计算——清析客户检测案例

类别：客户案例 674 2022-08-19

2022年6月2日，业务中心接到广东省某大学的老师有计算需求。接到反馈后，第一时间与客户进行详细沟通，具体情况如下：

客户背景

客户是广东省某大学的老师，研究方向为蛋白与聚合物相互作用研究。因为已在前期实验过程中得到两种分子可以在一定条件下自组装成纳米粒子，因此想通过模拟计算，在结合真空静电作用、极性溶剂化能、真空范德华能、非极性溶剂化能等不同条件下得到组装过程的分析。

样品名称

6m4r蛋白模型、n=400的聚合物初始结构模型

客户需求

客户希望通过分子动力学，将6m4r蛋白模型、n=400的聚合物初始结构模型，在恒温恒压以及周期性边界条件下进行相应模拟计算，主要希望得到蛋白与聚合物可以相互作用、自组装成纳米粒子的过程分析。

解决方案

采用软件Gromacs，在恒温恒压以及周期性边界条件下进行。聚合物分子应用GAFF力场，蛋白应用Amber14SB全原子力场，TIP3P水模型。

在MD模拟过程中，所有涉及氢原子的键采用LINCS算法进行约束，积分步长为2 fs。静电相互作用采用PME计算。非键相互作用截断值设为10 ?，每10步更新一次。采用V-rescale温度耦合方法控制模拟温度为298.15 K，采用Parrinello-Rahman方法控制压力为1 bar。

首先，采用最陡下降法对两个体系进行能量最小化，以消除原子间过近的接触；然后，在298.15 K条件下分别进行1 ns的NVT和NPT平衡模拟；最后，对体系进行10 ns的MD模拟，每10 ps保存一次构象，模拟结果可视化采用Gromacs内嵌程序和VMD完成。

客户反馈

客户对数据结果满意，通过分子动力学模拟，结果表明，两种分子通过一定条件下能自组装成纳米粒子，聚合物上的O原子与蛋白表面的氨基酸间形成氢键相互作用，蛋白和聚合物间总共形成了45组氢键相互作用，结论是聚合物与蛋白表面氨基酸间产生相互作用，使整个聚合物在蛋白表面成包埋式结合，结果能够非常好的契合其研究目的。

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