MDソルバーGromacsの特徴
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• Gromacs のライセンス
GNU General Public License ※ フリーとお考えください http://www.gromacs.org/About_Gromacs
• 最も高速な分子シミュレーションソフト
分子動力学ソフトウェアGromacs参考文献
※初学者用チュートリアル
http://cinjweb.umdnj.edu/~kerrigje/pdf_files/fwspidr_tutor.pdf （英語）
http://qolo.sblo.jp/article/54266550.html （日本語）
※ Justin’s tutorial （生体分子用）
http://www.bevanlab.biochem.vt.edu/Pages/Personal/justin/gmx-tutorials/index.html
※産総研・米谷氏のページ（液晶分子）
https://staff.aist.go.jp/makoto-yoneya/MDforKOUBUNSHI/
低分子MD(Gromacs)・必要ソフト
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• CentOS 6.2 or Windows 7
– CentOS は RedHat のクローン OS
• Gromacs 5.0.4 ： 分子動力学シミュレーション
• AmberTools 14.0 ： antechamber が含まれる
• openbabel ： mol2 などを生成
• acpype ： top ファイルを生成
以下の Winmostar の「 Gromacs 簡易インストール」から簡単設定！
http://winmostar.com/jp/gmx4wm_jp.html
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Winmostar V5 ＭＤのオプションのGUI例
たんぱくのモデリング Gromacs計算条件設定
acpype で AM1-BCC 電荷、 GAFF 及び OPLS-AA 力場
を自動アサインします。
Gromacsの高速演算
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• 分子シミュレーションはメモリよりも計算コア数が重要。
• MPI + OpenMP による
ノード内並列計算（共有メモリ型）
• HDD を SSD にすることでディスク I/O を高速化、 GPGPU で 演算を高速化 etc.
• Linux クラスタ上の Gromacs にジョブ投入することでス ケールアップを実現（「リモートジョブ投入機能」）
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Gromacsを理解するためのチュートリアル
① Gromacs 低分子操作チュートリアル
http://winmostar.com/jp/Gromacs_tutorial_1%28small_molecule%29V5.pdf 内容
I. はじめに（小分子系における力場について）
II. 水中のエタノール１分子（温度一定）
III. 水中に複数の Na
+と Cl
-を含む系
① Gromacs の計算条件を設定し実行する。
② 系の温度、エネルギー変化を確認する。
③ トラジェクトリーを確認する。
④ 動径分布関数を計算する。
⑤ 平均二乗変位を計算し自己拡散係数を求める。
Gromacs を Winmostar V5 の GUI を使って操作するための各種チュートリアルが
（株）クロスアビリティのホームページ上にアップされています。
• Windows PC のローカル環境で実施可能
• Gromacs の Linux 版をインストール済であること。以下のリンクから簡単に設定可！
http://winmostar.com/jp/gmx4wm_jp.html
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Stokes-Einsteinの式（無限希釈溶液）
r s Stokes 半径
r s
f
s B B
r f
T k T
D 0 k
0
0 D
kT eF
q
Stokes の式
Stokes-Einstein の式
: 粘度
摩擦抵抗 +q
拡散とイオン伝導の関係
0 : モル伝導度
無限希釈溶液とは ...
溶質－溶質間相互作用が無い → 活量係数 = 1 （理想溶液）
Nernst-Einstein の式
D 0 : 拡散係数
ポーリングのイオン半径
O:1.40Å, Na:0.95Å, Cl:1.81Å, (Li:0.60Å)
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Gromacsを理解するためのチュートリアル
② Gromacs タンパク用操作チュートリアル
http://winmostar.com/jp/Gromacs_tutorial_2%28Protein_in_water%29V5.pdf 題材：水中のタンパクのシミュレーション
内容：
I. PDB からタンパクの分子構造をダウンロードする
II. Winmostar を使って、計算可能な構造へ修正する ～結晶水（酸素原子）を取り除く～
III. Gromacs を起動し、エネルギー極小化を実行する
IV. 得られた構造を用いて二段階の熱平衡計算（温度一定、温度・圧力一定）を実行する V. 本計算（ 1 ナノ秒）を実行する。
VI. 計算結果を確認する（エネルギー変化、トラジェクトリ）。
VII. バックボーンの RMSD 及び回転半径を計算する。
本チュートリアルは、Justin (Virginia Tech.)によるGROMACS Tutorial (Tutorial 1: Lysozyme in water)を参考に作成して います。http://www.bevanlab.biochem.vt.edu/Pages/Personal/justin/gmx-tutorials/