（备注：本教程原著为John E. Kerrigan童鞋，覆盖较全面，本人甚喜欢。此文为精简版。 ）

分子动力学模拟计算的重点在于分析。产生分子动力学轨迹文件和能量文件，是分子动力学研究的开始。以下介绍的是一些有用的分析工具。



1.制作模拟电影

a)使用VMD

VMD的“extensions->Visualization->Movie Maker”可以直接制作小电影。制作电影时，注意使用VMD的“Trajectory Smoothing”, 将模拟轨迹的几个帧（5～10帧）平均。（具体请参考VMD教程）

b)使用pymol

先用_g_filter_平均轨迹：

_gfilter –smd.tpr –f protein.xtc –ol movie.pdb –fit –nf 5
参数：-ol，处理后电影文件，此处为PDB文件格式；-fit，将各帧进行结构平均；-nf，指定平均的相邻帧数。（PS:帧，即frame)。

使用pymol打开电影文件：

pymolmovie.pdb

在pymol里面把分子结构设置成自己喜欢的表示方式，cartoon，surface等等，然后使用一下命令将轨迹的每一帧制作成图片：

mpngframe.png_

该命令会产生一系列以frame开头的，带数字序列号的PNG图片文件。最后使用Linux系统的convert命令，将这些文件连城电影文件即可：

convert -delay15 -loop 0 frame.png movie.gif_

以上命令行的最后文件，movie.gif，即为小电影文件。其中，-delay参数就是设定每一帧直接的时间间隔。

2.重叠两个结构比较构象变化

_gconfrms -f1_structure_1.gro-f2 structure_2.gro -o fit.pdb (-n1 index_1.ndx -n2 index2.ndx)

参数：-f1，-f2，即需要进行比较的两个分子结构；-o，输出合并后分子结构，fit.pdb包含两个分子结构的文件；-n1，-n2，指定索引文件，可以选择那一部分分子进行重叠。

PS: 也可以将两个结构使用editconf转换成PDB文件，两者都加载到pymol中，然后使用align命令将结构直接重叠。

3.计算平均结构

_a）gcovar -s_topol.tpr -f traj.xtc -b 500 -e 800 -av trajaveg.pdb

_g_covar_主要用来计算结构协方差矩阵，也可以用来计算平均结构。以上命令可以得到模拟轨迹中500到800皮秒的分子平均结构，结果输出为_trajaveg.pdb。

_b）grmsf -stopol.tpr-ftraj.xtc-b500-e800-ox_trajaveg.pdb

_g_rmsf_用于计算分子结构均方根涨落，也可以求平均结构，以上命令功能与使用_gcovar相当。

4.计算系统能量和相互作用能量

_genergy -stopol.tpr-f traj.xtc -o energy.xvg

该命令为交互方式，需要选择输出的能量，可以仔细阅读各个能量项，输出需要部分（参考软件手册）。输出文件为xmgrace的.xvg文件格式（个人最爱软件之一，理由：简单，强大，免费！！）

5.计算蛋白回转半径

何谓“回转半径”？就是大学物理第二册，第三百页左下角，第二十五行的后半部分。回转半径，可以大概描述分子结构有多紧密。

_ggyrate -stopol.tpr -f traj.xtc -o rgyrate.xvg

可以使用索引文件，指定特定部分分子。

6.计算蛋白质结构变化

a）均方根偏差（Root-Mean-Square-Deviation, RMSD）

_grms -stopol.tpr -f traj.xtc -o rmsd.xvg

这基本是模拟之后，分析第一步做的事情，主要用于查看模拟结构（特别是蛋白质）是否稳定。
a）均方根涨落（Root-Mean-Square-Fluctuation, RMSD）

_grmsf -stopol.tpr -f traj.xtc -o rmsf.xvg

该命令可以得到每一个原子的结构位置涨落（也就是震动的构象变化）。

_grmsf也可以计算平均结构：

_g_rms -s topol.tpr -f traj.xtc -ox trajave.pdb -b 800 -e 1000

以上既是求800ps到100ps的估计平均结构，可以与上文使用_g_covar_求平均结构进行比较。

c）原子位置变化RMSD

_grmsdist -s topol.tpr -f traj.xtc -o distrmsd.xvg

该命令求得的是原子间距离变化的RMSD。也可以使用索引文件选择需要计算的原子。该命令还有很多奇妙输出，请使用_*g_rmsdist -h_查看一下。

（1）选择体系的一部分，以便分析 . 采用make_ndx 命令。
make_ndx -f protein.pdb -o protein.mdx
> r 1 36 37 72 73 108 （按残基选择，还可按其他方式进行选择）
> name 15 Terminal （对选择的这部分残基命令）
> v （查看）
> q (退出）
(2) 分析能量，采用g_energy命令。
g_energy –f md.edr –o potential.xvg
然后选择所有输出的能量部分的序号。
(3) 分析原子的均方根偏差（RMSD），采用g_rms命令。
g_rms –s md.tpr –f md.trr –o rmsd.xvg
(4) 分析蛋白质的回旋半径变化，采用g_gyrate命令。
蛋白质的回旋半径反应了蛋白质分子的体积和形状。同一体系的回旋半径越大，说明体系发生了膨胀。
g_gyrate –f md.trr –s md.tpr –o gyrate.xvg
(5) 分析溶剂的可及表面积（SASA），采用g_sas命令。
它是描述蛋白质疏水性的重要手段，氨基酸残基的疏水性是影响蛋白质折叠的重要物理作用。
g_sas -f md.trr -s md.tpr -o area.xvg -or resarea.xvg -oa atomarea.xvg
(6) 分析蛋白质的二级结构变化，采用do_dssp命令。
do_dssp –s md.tpr –f md.xtc –o ss.xpm