分子動力學||CHARMM-GUI構建非均質膜（以非均質磷脂雙分子層模型為例）
CHARMM-GUI（https://charmm-gui.org/）是一個網(wǎng)頁平臺能夠交互構建復雜模擬的輸入模型，模型可用于CHARMM、NAMD、GROMACS、AMBER、GENESIS、Tinker、LAMMPS、Desmond和OpenMM軟件。CHARMM-GUI的開發(fā)項目已被廣泛用于各種目的，現(xiàn)在包含許多不同的模塊，旨在Input Generator模塊中建立廣泛的分子模擬系統(tǒng)。
一、使用說明
1.使用前要先用學術郵箱注冊，驗證郵箱后直接登錄就可以去建我們想建的模型
2.登錄賬號后，依次點擊Input Generator --> Membrane Builder --> Bilayer Builder，就會出現(xiàn)下圖，網(wǎng)頁下拉就能看到Protein/Membrane System以及Membrane Only System兩個模塊。
Membrane Builder可以幫助用戶生成一系列charmm輸入，以構建用于分子動力學模擬的蛋白質/膜復合物。
*注意在Please note that下面有三句話：
1.a?homogeneous lipid bilayer can be built with DMPC, DPPC, DOPC, POPC, DLPE, and POPE.（DMPC、DPPC、DOPC、POPC、DLPE和POPE可形成均質脂質雙分子層）
2.a heterogeneous lipid bilayer can be built with 434 different lipid molecules (see lipid list).（非均相脂質雙分子層可以由434種不同的脂質分子組成（看lipid list））
3.the heterogenous Membrane Builder can be used for a homogeneous lipid bilayer (only using the replacement method).（非均質膜構建模塊可用于均質脂質雙分子層構建）
二、構建非均質膜
1）點擊Membrane Only System，
2）點擊Next Step: Select Lipids，就會出現(xiàn)下圖所示頁面：
出現(xiàn)一行紅字：”Homogeneous Lipid”選項不在支持，可以使用”Heterogeneous Lipid”來構建Homogeneous Lipid。所以我們直接
3）點擊Heterogeneous Lipid，出現(xiàn)下圖：
*注：
Box Type: Rectangular 長方形（默認）
Hexagonal 六邊形（只有charmm、NAMD、Gromacs支持）
Length of Z based on:
Water thickness 水層厚度，默認值22.5，是體系頂部和底部的最小水層高度
Hydration number 水合數(shù)，默認值50，是每個脂質分子對應的水分子數(shù)
一般選擇water thickness的默認值或者修改默認值
Length of XY based on:
Rations of lipid components 脂質成分比率
Numbers of lipid components 脂質成分的數(shù)量
Length of X and Y : NUM (初猜)
（X軸和Y軸的系統(tǒng)尺寸必須相同）
Lipid Type 脂質類型 Charge [e] 脂質所帶電荷
Tail Info[sn1/sn2] 尾信息 Images 鼠標箭頭放上去就會出現(xiàn)脂質的二維圖
Upperleaflet Ratio (Integer) 上半層脂質所占比例（具體數(shù)目）
Lowerleaflet Ration(Integer) 下半層脂質所占比例（具體數(shù)目）
Surface Area 脂質的表面積
其中Upperleaflet Ratio (Integer)/Lowerleaflet Ration(Integer)填寫比例還是具體脂質分子數(shù)取決于 3 中，我們選取的是Rations of lipid components，還是Numbers of lipid components。
實際構建大腸桿菌細胞膜，磷脂雙分子層組成：POPE：POPG：POCL1=75%：25%：5%，選擇如下圖：
按照百分比選擇后，點擊 show the system info 按鈕，就會出現(xiàn)下圖紅框中的內容：
點擊網(wǎng)頁右下角Next Step: Detemine the system size，等待計算過程完成，會出現(xiàn)下圖：
一般這頁沒有錯誤，就可點擊Next Step，然后添加平衡離子，默認是KCL，如果要更改離子類型，需要點擊Calculate Solvent Composition，重新計算更改后離子的數(shù)目模擬體系的尺寸，X、Y、Z個方向，點擊Next Step :Build model，等待計算完成得到下圖頁面：
點擊Next step: Assemble Components，等待計算過程完成出現(xiàn)下圖頁面：
點擊Next step: Assemble Components，等待計算過程完成出現(xiàn)下圖頁面：
溫度可修改view struture，可以點開看模型，這里要自己手動選擇，選擇完成后
點擊Next step: Generate Equilibration and Dynamics inputs，計算完成后出現(xiàn)下圖：
點擊頁面右上角的download.tgz，就能下載CHARMM-GUI建完后的非均質磷脂雙分子層模型。
四、解壓獲取拓撲文件夾
下載完成后，解壓后會得到gromacs、toppar兩個文件夾以及若干文件，gromacs文件夾下包含拓撲文件夾以及用于模擬的輸入文件以及參數(shù)文件。
我們把gromacs文件夾復制到Linux系統(tǒng)中，打開README文件可以看到 #!/bin/csh，該文件是一個csh shell 文件，運行命令：chmod +x README; csh README 即可對模型進行動力學模擬。下圖紅框是修改及添加的內容，按照修改后文件可順利運行。
