课  程

内   容

分子动力学模拟基础

1 分子模拟入门理论——对分子动力学模拟原理介绍

1.1统计力学基本假设

1.2统计概率

1.3配分函数的定义

1.4系综简介和选择

1.5分子动力学的概念

1.6主要算法介绍：最速下降法、共轭梯度法

1.7积分步长的选取

1.8温度和压力控制

1.9周期性边界条件

1.10分子动力学模拟流程

GROMACS入门操作

2 GROMACS入门操作基础

2.1 Linux环境介绍

2.2 Linux命令入门基础——熟练掌握GROMACS所用的Linux命令

2.3 Linux并行操作方法

2.4 OpenMP内存贡献并行介绍

2.5 MPI分布式并行介绍和环境搭建

2.6 GROMACS的win版linux版编译安装——学会编译方法，针对自己体系编译软件

2.7 GROMACS涉及的各种输入输出文件参数介绍

2.8 GROMACS基本算法介绍

2.8 GROMACS力场介绍——深度探究力场具体形式，为以后创建自己体系做准备

OPLS为例，力场的各种参数说明

GROMACS建模

方法

3 GROMACS建模——掌握基本操作流程——使学员具有扎实的技术基础

3.1 Packmol，GaussView，vmd等建模软件的使用

3.2 建立各种体系模型

混合模型、界面模型、球体模型等

3.3 小分子各种力场TOP文件的建立，x2top, prodrg, ATB

itp, top的结构以及参数说明

3.4 建立均相、多相体系

3.5 如何修改力场参数

GROMACS初级

分析工具讲解

3 GROMACS分析工具——掌握基本数据分析——使学员具备问题解决能力

3.6 LJ流体，甲烷，水纯物质模拟

3.7 模拟轨迹分析（trajectory，sasa，rdf，freevolume等）

3.8 生成拓扑结构和坐标文件（editconf，genconf，pdb2gmx等）

3.9 模拟能量分析（energy，enemat等）

3.10 系统动态结构分析（cluster，confrms，midist等）

3.11 空间分布性质（gyrate，msd，rdf，traj等）

3.12 分子结构分析（hbond，order，principal，spol等）

3.13 静电作用分析（dielectric，dipoles，potential等）

3.14 介面作用分析（density，densmap，h2order等）

3.15 光谱学分析（anaeig，nmeig等）

GROMACS算例

4 GROMACS计算实例——熟练掌握GROMACS计算一整套流程

4.1 纯相、多相混合体系模拟计算

冰、水、甲烷等、超临界二氧化碳等

乙醇等极性溶剂

石油化工领域等、聚合物分子等

4.2 界面模拟计算

气液界面、固液界面、油水界面

表面活性剂的界面模拟

4.3 物理场下的模拟计算

   静电场、微波场、高斯脉冲场

4.4 石墨烯、纳米管的模拟

复杂体系建模分析（一）

5 伞形采样——计算结合自由能

5.1 创建一系列反应路径分子构型

5.2 提取模拟间隔质心轨迹

5.3 模拟每个构型的伞形采样

5.4 柱状图分析计算结构自由能

6 药物分子开发溶剂筛选

6.1 介绍热力学积分方法

6.2 构建药物分子模型

6.3 建模药物分子溶解在水相，油相和醇相

6.4 计算不同相态下的分配系数

6.5 快速预测药物分配系数方法

7 固/晶体建模仿真

7.1 固/晶体结构建模

7.2 插入溶剂分子

7.3 模拟系统达平衡

7.4 分析固/晶体结构变化

8 磷脂双分子层生物膜建模

8.1 磷脂分子结构建模

8.2 磷脂双分子层建模

8.3 模拟水通道（蛋白、多肽、高分子、碳纳米管等）

8.4 插入溶剂分子

8.5 模拟系统达平衡

8.6 分析溶剂分子扩散速率

9 讨论学员感兴趣的相关问题

复杂体系建模分析（二）