AMBER
بسته ی نرم افزاری AMBER، برای انجام شبیه سازی دینامیک مولکولی سیستم های بس ذره ای بر اساس معادلات حرکت نیوتن گسترش یافته است. از این نرم افزار بصورت گسترده در بررسی و شبیه سازی سیستم های زیستی استفاده می شود. کلمه AMBER مخفف کلمات زیر می باشد:
Assisted Model Building with Energy Refinement
این نرم افزار تحت سیستم عامل لینوکس قابل اجرا است. AMBER شامل دو بخش است: AmberTools (که به صورت رایگان در دسترس است) و Amber ( که دارای Licence می باشد). AmberTools را می توان بدون Amber استفاده کرد، اما حالت عکس آن امکان پذیر نیست. برای انجام تمام مراحل یک شبیه سازی دینامیک مولکولی، هر دوی Amber و AmberTools مورد نیاز هستند. AmberTools از چندین بسته نرم افزاری مستقل مانند NAB, Antechamber, LEaP, pbsa, ptraj تشکیل شده است. تفاوت عمده میان Amber و AmberTools در آن است که AmberTools برنامه Sander را شامل نمی شود. Sander مهم ترین برنامه برای انجام شبیه سازی دینامیک مولکولی در Amber است. یکی از مزایای مهم AMBER نسبت به سایر نرم افزارهای شبیه سازی دینامیک مولکولی، وجود برنامه Antechamber در آن است. اگر سیستم مورد مطالعه دارای building block هایی باشد که در میدان نیروهای پیش فرض در Amber موجود نباشند، می توان فایل های مورد نیاز میدان نیرو را با استفاده از برنامه Antechamber تولید کرد.
پس از ایجاد ساختار اولیه سیستم مورد نظر و انتخاب شرایط شبیه سازی و میدان نیرو، که قلب هر شبیه سازی دینامیک مولکولی می باشد، سیستم به سطح حداقلی از انرژی رسانده می شود و بعد از مرحله تعادل رسانی، از سیستم مورد نظر نمونه-برداری می شود. در نهایت فایل مسیر (trajectory) حاصل می شود. عمده پارامترها از تجزیه و تحلیل فایل مسیر به دست می آیند.
قابلیت های AMBER
فایل مسیر در هر شبیه سازی شامل موقعیت، سرعت و شتاب تک تک اتم های سازنده سیستم است. از تجزیه و تحلیل فایل مسیر حاصل از شبیه سازی می توان موارد زیر را محاسبه کرد:
1)انرژی جنبشی، انرژی پتانسیل و انرژی کل سیستم
2)دما، فشار، دانسیته
3)Root Mean Square Deviation
4)Root Mean Square Fluctuation
5)Radial Distribution Function
6)Radius of Gyration
7)محاسبه ساختار متوسط در کل مسیر شبیه سازی
8)ساختار دوم پروتئین (dssp)
9)آنالیز پیوندهای هیدروژنی
10)انرژی آزاد به روش Thermodynamic Integration و MM_PBSA
11)محاسبه ضریب نفوذ از طریق میانگین مربع جابجایی ها
12)تحول زمانی فاصله میان مرکز جرم دو گروه در سیستم
13)محاسبه زوایا و دای هدرال ها
14)افت و خیز موقعیت اتم ها
15)محاسبه تعداد contact ها در فاصله قطع معین
16)تعیین لایه های اول و دوم حلالپوشی با شمارش تعداد مولکول های آب در فاصله معینی از دیگر اتم ها
*** در برخی از موارد می توان فایل مسیر حاصل از نرم افزار AMBER را به عنوان ورودی برای برنامه های دیگر (3DNA و Curves) استفاده کرده و پارامترهای دیگری مانند پارامترهای پیچشی در DNA را بدست آورد.
منبع : http://nrtc.ir/softwares/softwares-table/amber
نصب OpenMPI بر روی لینوکس
1- به آدرس http://www.open-mpi.org رفته و آخرین نسخه tar را دانلود کنید. در زمان تهیه این آموزش، آخرین نسخه openmpi-3.0.0.tar.bz2 بود.
2- یک پوشه در مسیر مورد نظر خود با نام mpi ایجاد کنید :
$ mkdir /opt/mpi
3- فایلهای دانلود شده را به مسیری که در مرحله قبل ایجاد کردید ، انتقال داده و به مسیر خود بروید :
$ cp Desktop/openmpi-3.0.0.tar.bz2 /opt/mpi
$ cd /opt/mpi
4- پکیج ها را اکسترکت کنید :
$ tar -xvfj openmpi-3.0.0.tar.bz2
5- به پوشه اکسترکت شده بروید :
$ cd openmpi-3.0.0
6- شما نیاز به نصب کامپایلر C دارید :
yum install gcc gcc-gfortran gcc-c++ flex tcsh zlib-devel
7- پیکربندی (توجه داشته باشید: ”--prefix=” تعیین کننده این است که OpenMPI کجا نصب شود) :
$ ./configure --prefix=/opt/mpi
8- کامپایل (این مرحله بین 10 تا 15 دقیقه طول میکشد)
$ make all
9- سرانجام عمل نصب را با استفاده از دستور زیر انجام دهید :
$ make install
حالا OpenMPI را در /opt/mpi نصب کرده اید.
به سادگی OpenMPI را به متغیر محیطی PATH و LD_LIBRARY_PATH اضافه کنید و از آن استفاده کنید.
برای bash دو خط زیر را در فایل ~/.bashrc اضافه کنید :
export PATH=$PATH:/opt/mpi/bin
export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/opt/mpi/lib
برای c shell دو خط زیر را به فایل .cshrc بیفزایید :
setenv PATH ${PATH}:/opt/mpi/bin
setenv LD_LIBRARY_PATH ${LD_LIBRARY_PATH}:/opt/mpi/lib
نصب Amber بر روی centOS
Basic AmberTools 17 + Amber 16 install (Serial)
1- ابتدا فایلهای Amber16 و AmberTools17را از مسیر زیر دانلود کنید :
لینک دانلود AmberTools17
http://ambermd.org/AmberTools17-get.html
2- فایلها را در مسیر مورد نظر خود قرار داده :
cp AmberTools17.tar.bz2 Amber16.tar.bz2 /opt
و اکسترکت کنید :
cd /opt
tar xvfj AmberTools17.tar.bz2 # (Note: extracts in an “amber16” directory
tar xvfj Amber16.tar.bz2 # (only if you have licensed Amber 16
3- سپس متغیرمحیطی[1] AMBERHOME را با استفاده از دستور زیر تنظیم کنید :
export AMBERHOME=/opt/amber16 # (for bash, zsh, ksh, etc
setenv AMBERHOME /opt/amber16 # (for csh, tcsh
نکته : اطمینان حاصل کنید که مسیری که انتخاب کردید (که به طور پیش فرض در اینجا /opt در نظر گرفته شده) برای سیستم شما مناسب است و مطمئن شوید که مجوزهای نوشتن در درخت دایرکتوری را تعیین کرده اید.
4- شما نیاز دارید به نصب برخی کامپایلرها و کتابخانه ها نسبت به سیستم عاملتان دارید :
sudo yum install gcc gcc-gfortran gcc-c++ flex tcsh zlib-devel
sudo yum install bzip2-devel libXt-devel libXext-devel libXdmcp-devel tkinter
sudo yum install openmpi openmpi-devel perl perl-ExtUtils-MakeMaker patch bison
نکته : از طریق لینک زیر لیست کامپایلرها و کتابخانه های مرتبط به هر سیستم عامل را دریافت کنید:
http://ambermd.org/amber_install.html
نکته : سعی کنید خط دوم نصب را جدا جدا نصب کنید.
5- حالا ، در این پوشه AMBERHOME اسکریپت پیکربندی را اجرا کنید :
cd $AMBERHOME
./configure gnu
نکته: در صورت اعلام پیغام خطای
مشکل از پایتون است . بنابراین Python 2.7Miniconda بایستی نصب شود :
6- مرحله پیکربندی دو فایل منبع amber.sh و amber.csh را در پوشه AMBERHOME ایجاد میکند . این اسکریپت های sourceable محیط شل شما را به درستی برای Amber تنظیم می کنند :
source /opt/amber16/amber.sh # for bash, zsh, ksh, etc.
source /opt/amber16/amber.csh # for csh, tcsh
با افزودن این دستورات به فایل منبع خود در ورودی (مثلا bashrc،cshrc، zshrc، و غیره) هر زمانی که یک پوسته جدید ایجاد می کنید، محیط به صورت خودکار تنظیم می شود. توجه داشته باشید که این مرحله برای اجرای هر یک از ماژول های پایتون که شامل Amber می باشد ضروری است.
بنابر این دوخط زیر در فایل ~/.bashrc ست کنید :
nano ~/.bashrc
export AMBERHOME=/opt/amber16
source /opt/amber16/amber.sh
7- انجام عمل نصب :
make install
نکته : در صورتی که در این مرحله با پیغام fails مواجه شدید ، خطاها را مطالعه و مشکل را برطرف کنید. برای این موضوع میتوانید دستور زیر را بکار ببرید :
make test.serial
نتیجه آن successes (تست به درستی انجام شده) یاfailures (بروز خطا) می باشد.
Building AmberTools 17 and Amber 16 in parallel
ساخت موازی با نیاز به نصب MPI کار می کند. این مشکل ترین بخش ساختن Amber است در حالت موازیست، و اگر مشکلی در این مرحله ایجاد شود احتمالا به این دلیل است که MPI شما به درستی ساخته یا استفاده نشده است (برای Amber). شما باید از کامپایلر های مشابه برای ساخت Amber استفاده کنید که برای ساخت MPI استفاده می شود. اگر مطمئن نیستید که کامپایلرها برای ساخت MPI استفاده می شوند، از این دستورات استفاده کنید:
mpif90 -show
mpicc -show
8- هنگامی که می خواهید نسخه های موازی (MPI) از Amber را کامپایل کنید، این کار را انجام دهید:
cd $AMBERHOME
./configure –mpi gnu
نکته : بعد از اجرای دستور بالا در صورت بروز خطای fftw3.. بایستی از نصب شدن openmpi اطمینان حاصل نمایید.
اگر دستور mpi شناخته نشد با استفاده از دستور زیر نام ماژول openmpi را پیدا کنید :
module avail
سپس ماژول را با استفاده از دستور زیر لود کرده :
module load
وسپس دستور بالا را دوباره اجرا نمایید.
در صورتی که روی سیستم شما از قبل نسخه ای از mpi وجود ندارد در صورت بروز این خطا بایستی پکیج نسخه ای سازگار با سیستم خود را دانلود کرده و در مسیر زیر اکسترکت کنید :
cd $AMBERHOME/AmberTools/src
سپس بنا به نوع آن یکی از دستورات زیر را بزنید. توجه داشته باشید که openmpi و mpich بر روی اکثر سیستم عامل ها به درستی کار میکنند.
./configure_mpich gnu #<compiler-choice>
OR
./configure_openmpi gnu #<compiler-choice>
9- انجام عمل نصب و تست موازی :
make install
export DO_PARALLEL="mpirun -np 2"
make test.parallel
نتیجه آن successes (تست به درستی انجام شده) یاfailures (بروز خطا) می باشد .
به منظور مطالعه کاملتر در مورد Amber میتوانید از فایل های زیر استفاده کنید :
An overview of the Amber biomolecular simulation package
