Friday, February 19, 2016

Mini tutorial pra Rodar a Dinâmica Molecular no VegaZZ

1) Criar um arquivo de um dipeptídio de Alanina (Ala2) no DS
Observe as características físicas, químicas e estruturais dos diferentes aminoácidos (carga elétrica, volume dos diferentes aminoácidos, capacidade de ser doador/aceitador de ligação de hidrogênio, hidrofobicidade, etc).  Todos os aminoácidos tem em comum a estrutura do backbone, se diferenciando pela cadeia lateral.


2) Salvar o arquivo criado como pdb (Ala2.pdb) e o coloque em um diretório específico (por exemplo: Modelagem)
Abra o arquivo pdb com um editor de texto (notepad++, notepad, wordpad, word) e procure entender as informações contidas nele.

3) Abrir o arquivo Ala2.pdb com o VegaZZ
Os arquivos do NAMD na versão 32bit já devem estar dentro do dir NAMD no diretório do VegaZZ
O dímero de alanina deve aparecer na tela do VegaZZ,

4) Associar aos tipos atômicos e as cargas parciais
Calculate > Charge & Pot.
Selecione FF: CHARMM
                Charges CHARMM22_CHAR

5) Criar o arquivo de topologia (arquivo que associa as coordenadas com os parâmetros do banco de dados) do campo de força (Force Field - FF). Este arquivo é chamado de psf (protein structure file) mas também pode ser chamado de arquivo de topologia.
File > Save as > X-Plor (PSF) (Ala2.psf)

6) Abrir o arquivo Ala2.psf em um editor de texto
Verificar se as identificações dos átomos, as ligações, os tipos atômicos estão no arquivo
23 !NATOM
22 !NBOND: bonds
39 !NTHETA: angles
49 !NPHI: dihedrals
9 !NIMPHI: impropers

7) Copiar o arquivo do banco de dados (Force Field –FF) parm.prm para o diretório de estudo

8) Fazer uma cópia de backup destes três arquivos em um diretório chamado OLD/backup/guardar, etc


Realizar uma minimização estrutural no dímero de alanina

1) Calculate > NAMD
2) Run mode – Prepare the input files only

3) Na Guia Basic
Calculate Type -> Conjugate gradient minimization
Selecionar 3000 passos

4) Guia input:

Selecione: ForceField (CHARMM)
Coordinate PDB file: Ala2.pdb
PSF file: Ala2.psf
Parameter file: parm.prm

5) Run (grava o arquivo de input)
Abrir o arquivo Ala2.namd e verifique se as informações foram gravadas.

Run mode:
6) Selecione -> Run NAMD in interactive mode

Run
 Observe a estrutura sendo relaxada.

7) Analise o resultado: Calculate -> Analysis; Abra o arquivo de trajetória (dcd)


Se não conseguir rodar, tente com os arquivos que funcionaram no meu computador:
https://drive.google.com/file/d/0B1Ze8M0XruPgdWp3djc4Y0ZnTXM/view?usp=sharing

Se mesmo assim nada funcionar tente reinstalar o VegaZZe baixe novamente o NAMD na versão 32bit.

Saturday, January 30, 2016

Programas de dinâmica molecular

Instalação dos programas VegaZZ (interface gráfica) e NAMD (programa para rodar a dinâmica molecular)


NAMD (Nanoscale Molecular Dynamics) é um programa para rodar a dinâmica molecular, ou seja estudar o movimento das estruturas a temperatura ambiente.
Através da dinâmica molecular podemos investigar desde a ação de medicamentos em biomoléculas até propriedades estruturais e termodinâmicas de materiais avançados. Ou seja, a 'brincadeira' começa aqui!!
VegaZZ é uma interface gráfica para a visualização molecular assim como o DS.


Pergunta: Mas então por que instalar uma outra interface gráfica se já tenho o DS?
Resposta: O DS é um dos programas mais práticos pra visualizar e construir estruturas moleculares e cristalinas. Mas com ele você não consegue rodar a dinâmica molecular (na versão free). O VegaZZ tem uma interface prática pra dinâmica mas sem recursos de edição molecular....

Baixar o programa VegaZZ:  precisa se cadastrar no site, etc
http://nova.disfarm.unimi.it/cms/index.php?Software_projects:VEGA_ZZ

Baixar o programa NAMD: precisa se cadastrar no site, etc
http://www.ks.uiuc.edu/Research/namd/
ou
http://www.ks.uiuc.edu/Development/Download/download.cgi?PackageName=NAMD

Observe que o NAMD não precisa ser instalado. Apenas descompacte o arquivo e coloque no diretório C:\Program Files(x86)\VEGAZZ\NAMD

Então pros próximos encontros fica combinado que vocês vão baixar e instalar os programas. :-)

O que pode dar um pouco mais de trabalho é colocar os dois pra funcionar juntos. Pra quem tem mais prática em instalação de programas já pode ir adiantando e ensinando os demais. Se não, vamos fazer isso nos encontros.

Após a instalação vamos rodar o tutorial pra aprender sobre dinâmica molecular.

Rodar o tutorial
http://www.ks.uiuc.edu/Training/Tutorials/namd-index.html
ou
http://www.ks.uiuc.edu/Training/TutorialsOverview/namd/namd-tutorial-win.pdf
ou
http://www.ks.uiuc.edu/Training/Tutorials/namd/namd-tutorial-win-html/index.html

Wednesday, September 23, 2015

2° encontro - atividade 1 - Criar um nanotubo a partir de uma folha de grafeno

Façam download das seguintes estruturas para a 3a aula de modelagem molecular:

https://drive.google.com/folderview?id=0B1Ze8M0XruPgflJtRUNxNDJuVE43QjNXc1pwODJIQXJLYnJLQW1FcUtPb1NtNlo5Wl9ITUk&usp=sharing

Obs.: se algum arquivo não for reconhecido pelo seu computador faça o seguinte: 
Clique no arquivo com o botão direito.  Selecione "Abrir com". Clique em "Mais opções". Selecione o programa Discovery Studio.
Outra opção é abrir o DS e em "open" abrir o arquivo .xyz.




  • Observe as diferenças entre os nanotubos quirais (n,m), armchair (n,n) e zigzag (n,0) do arquivo "Tipos_nanotubo.dsv"
  • Meça o raio e o comprimento dos diferentes nanotubos
  • Você consegue através de uma folha de grafeno (arquivo "Grafeno_armchair.xyz") construir um nanotubo?
  • Abra os demais arquivos de nanotubo, utilize a função "clean geometry" do DS e verifique o que acontece. Como você explica o que aconteceu? 

Utilize também os arquivos com os fulerenos (arquivos com terminação cif) e tente criar uma nano cápsula:
Vejam por exemplo no seguinte link:
http://www.cem.msu.edu/~cem181fp/nanotube/iefuture.html

2o Encontro - Atividade 2 - Criar um cristal com o DS e um nanodispositivo

Vamos construir um nanodispositivo constituído de uma única molécula. Este estudo teórico/experimental foi publicado na revista Nature em maio de 2015 (http://www.nature.com/nnano/journal/v10/n6/index.html "Single-molecule diodes with high rectification ratios through environmental control") e enviado pelo aluno Emilio Jr. do nosso grupo.

| DOI: 10.1038/NNANO.2015.97
| DOI: 10.1038/NNANO.2015.97






















Utilizem o recurso Structure > Crystal cell para construir o anodo e o catodo de ouro (segundo as informações cristalográficas https://www.webelements.com/gold/crystal_structure_pdb.html)

O Resultado deve ser algo do tipo:


Monday, August 17, 2015

Retorno do grupo de estudo - Setembro

Caros,

Reiniciaremos o grupo de estudo em setembro. Vamos verificar a disponibilidade dos interessados, fazer um nivelamento com os novos alunos e com aqueles que não puderam participar no semestre passado.

Estou preparando um site com mais informações sobre a modelagem:
http://modelagemmolecular.wix.com/marcos

Abraços,
Marcos

Wednesday, July 1, 2015

Iniciação Científica - Ensino Médio


Preencha o formulário abaixo:

Grupo de estudo em modelagem molecular - Quinta-feira 2 de julho 17h30 sala E-303

Nesta quinta-feira iremos analisar os resultados obtidos da Dinâmica Molecular do dímero de alanina. Para gerar um maior número de conformações utilizem 1.000.000 passos. Na guia "Ouptut" do NAMD insiram "Trajectory frequency: 500" e "Output frequency: 500". Guardem estes resultados para analisar durante a aula.

Através deste estudo iremos aumentar o grau de complexidade da biomolécula até criar um polipeptídio. Vamos também estudar o efeito de diferentes solventes na estrutura do biopolímero.