NAMD 分子动力学模拟在生物及材料计算中的应用-新手村

一：分子动力学相关软件及
Linux 入门
目标：了解 NAMD 软件，掌握NAMD 安装环境，了解 Linux 语言
1 NAMD 下载与安装
2 NAMD 模拟所需文件简介（结构文件，配置文件，参数文件等）
3 相关 Linux 语言基础
二：VMD 可视化软件的安装和使用
4 VMD 安装和使用
4.1VMD 基础
4.2 多分子处理和脚本
4.3 载入轨迹并用简单的脚本计算以泛素为例
三：研究对象模型获取，构建以及优化
5. 模型文件的预处理
5.1 蛋白/核酸预处理
5.2 小分子预处理
5.3 配置文件预处理
四：MD 模拟简单流程
6 能量优化、分子动力学模拟
6.1 能量优化意义以及方法
6.2 运行分子动力学模拟
6.3 基础分析脚本，例如：能量平衡，RMSD，RMSF，氢键分析，SASA，回转半径等。
6.4 输出内容解读
6.5 针对当天内容练习答疑
五：拉伸动力学
7 恒速/恒力拉伸动力学
7.1 设置固定原子，拉力方向
7.2 修改 conf 文件
7.3 运行 SMD 模拟
7.4 结果分析以及作图
六：基于伞形抽样的自由能计算
8 自由能计算
8.1 利用 SMD 创建一系列反应路径构型
8.2 将反应路径分成若干窗口
8.3 对每个窗口进行模拟
8.4 对每个窗口的结果进行融合模拟得到完整的 PMF 曲线以铵转运蛋白为例

七：沿着反应坐标的自由能计算：ABF
9 案例：Deca-alanine 的可逆展开过程：
9.1 体系建立
9.2 运行 ABF 计算
9.3 结果分析

10 案例：甲烷的水合自由能：
10.1 体系建立之 psf 文件准备
10.2 体系建立之 conf 文件准备
10.3 运行计算
10.4 结果分析

八：NAMD 在生物技术计算中的应用实例
11 案例：水分子在碳纳米管中迁移渗透模拟
11.1 碳纳米管的构建
11.2 体系溶剂化
11.3 平衡体系水分子的扩散行为
11.4 非平衡态（induced pressure difference ）下水分子的扩散模拟
11.5 改性 CNT 中水分子性能

12 案例：DNA 在纳米孔中的迁移及测序模拟
12.1 DNA 和纳米孔（Si3N4）的分别搭建以及预处理
12.2 对体系施加电场
12.3 计算平均电势
12.4 计算离子电流
12.5 测 DNA 的传输速率

九：NAMD 在材料计算中的应用
目标：以文献为例，复现工作中重要分析手段，加深同学对本方向的理解
13. 纳米材料与蛋白质
ACS Appl. Mater. & Interfaces, 2022, 14, 1, 191 - 200.文献复现
(a) M 蛋白吸附行为
(b) M 蛋白结构变化
© M 蛋白活性口袋变化
(d) 活性口袋与配体结合能力变化
(e) 无配体下的 MD 模拟结果

以上内容作为学习参考