GROMACS 分子动力学模拟工具包

2023年 11月 20日 49.4k 0

GROMACS(全称:GROningen MAchine for Chemical Simulations,格罗宁根化学模拟体系),是用于研究生物分子体系的分子动力学模拟工具包,主要用来模拟研究蛋白质、脂质、核酸等生物分子的性质。

它可以用分子动力学、随机动力学或者路径积分方法模拟溶液或晶体中的任意分子,进行分子能量的最小化,分析构象等。

它的模拟程序包包含GROMACS力场(蛋白质、核苷酸、糖等),研究的范围可以包括玻璃和液晶、到聚合物、晶体和生物分子溶液。

GROMACS 是一个功能强大的分子动力学的模拟软件,其在模拟大量分子系统的牛顿运动方面具有极大的优势。

分子动力学模拟是分子模拟中最接近实验条件的模拟方法。它能够从原子层面给出体系的微观演变过程,直观的展示实验现象发生的机理与规律。

因此,分子动力学模拟在生物,药学,化学以及材料科学的研究中发挥着越来越重要的作用。

GROMACS 起初由荷兰格罗宁根大学生物化学系开发,目前由来自世界各地的大学和研究机构维护。

主要功能

  • 支持基本动力学相关算法,包括牛顿力学及随机动力学积分器、能量最小化、正则模式分析等。

  • 支持温度及压强控制,支持基于SHAKE和P-LINCS的完全约束算法,支持多种几何约束。

  • 支持AMBER、CHARMM及OPLS等常见经典力场。

  • 支持QM/MM混合动力学,可对接GAMESS、Orca等量化软件。

它可以用于上百万个粒子体系的分子动力学模拟研究,尤其是生物体系,如磷脂双分子层生物膜、蛋白质、药物分子等。

此外,GROMACS能够非常快速地计算非键作用,因此也可用于非生物体系,如聚合物、一些有机物、无机物等。

核心优势

  • 开源软件、可免费使用

  • 力场较全面且容易扩充

  • 操作方便,相关教程也多

  • 算法性能好,计算效率高

GROMACS最突出的特色和优势是高效,无论串行还是并行版本。

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