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1. 预备程序 **LEaP**是在 Amber 中创建新系统或修改现有系统的主要程序。 它有命令行程序 tleap 和图形用户界面 xleap 两种形式。它结合了 Amber 早期版本中的 prep、link、edit 和parm 功能。 **pdb4amber**通常帮助准备来自其他地方如 rcsb.org的 pdb 格式文件使其与 LEaP 兼容。 prepareforleap并不是一个程序而是 cpptraj 中的一个操作也可以帮助制作与 LEaP 兼容的 pdb 格式文件。它对碳水化合物特别有用。 parmed提供了一种提取参数拓扑文件中定义的参数信息的简单方法。它还可用于检查参数拓扑文件对复杂系统是否有效参见 checkValidity 命令并可对该文件进行简单修改。 antechamber是使用通用 Amber 力场 (general Amber force fieldGAFF) 版本为小分子有机物如药物、修饰氨基酸开发力场的主要程序。这些力场可直接用于 LEaP也可作为进一步开发参数的起点。 MCPB.py 为金属蛋白和有机金属化合物 MM 模型的构建、原型设计和验证提供了一种方法。 它使用键合加静电模型来扩展现有的成对相加力场。它是 MCPB 在 Python 中的重新实现具有更高效的工作流程并自动集成了以前版本中的许多建模过程。 IPMach.py 为离子非键模型12-6 LJ 模型和 12-6-4 LJ 型模型的参数化提供了便利。 mdgx 允许通过量子数据拟合生成任何分子的键合力场参数。 packmol-memgen 提供了一种生成膜系统的简单方法无论是否含有蛋白质只要用 Memembed 确定输入蛋白质的方向并使用 Packmol 作为堆积引擎即可。 它可以处理复杂的脂质混合物以及多层系统。 输出结果通过 charmm- lipid2amber.py 与 Amber 兼容。
2. 模拟程序 sanderAmberTools 的一部分 是基本的能量最小化和分子动力学程序。 该程序通过向下迭代移动原子的能量梯度来松弛结构直到获得足够低的平均梯度。分子动力学部分通过整合牛顿运动方程生成系统的构型。 与最小化相比分子动力学将采样更多的构型空间并允许结构跨越较小的势能障碍。 可以在模拟过程中定时保存构型以便日后进行分析还可以利用热力学积分进行基本的自由能计算。 还可以使用 sander 模块进行更复杂的构象搜索和建模 MD 研究。 该模块允许在基本力场中添加各种约束条件是专为核磁共振、X 射线或低温电子显微镜结构完善所涉及的计算类型而设计的。
pmemdAmber 的一部分 是针对速度和并行扩展进行了优化的 sander 版本pmemd.cuda 变体可在 GPU 上运行。其名称代表 “粒子网格埃沃德分子动力学”但该代码现在也可以进行广义玻恩模拟。输入和输出与 sander 相比只有一些变化。
gem.pmemdAmberTools 的一部分 是 pmemd 程序的CPU 专用变体专为使用 AMOEBA[16] 和 GEM 等 高级 力场进行计算而设计。
3. 分析程序 mdout_analyzer.py 是一个运行简单的 Python 脚本可提供 sander 或 pmemd 输出文件中的信息摘要。 cpptraj 是主要的轨迹分析工具用 C 编写用于叠加、提取坐标、计算键值/角值/二面体值、原子位置波动、相关函数、氢键分析等。更多信息请参见第 35 章。 pytraj 是 cpptraj 的 Python 封装器。 它通过与 Python 丰富的生态系统如 numpy、scipy 和 ipython-notebook 等相结合为数据分析引入了更多灵活性。 pbsa 是一个分析程序用于分析以溶剂为媒介的生物分子能量学。 pbsa.cuda 变体可在 GPU 上运行。 它可以利用分子动力学模拟和其他来源pqr 格式的输入坐标文件执行静电和非静电连续溶解计算。 它还支持在各种可视化程序中将溶剂介导的静电位可视化。更多信息请参见第 6 章。 MMPBSA.py 是一个 python 脚本利用连续介质模型产生的思想自动对分子动力学模拟的快照进行能量分析。(还有一个更早的 perl 脚本名为 mm_pbsa.pl也具有类似功能。 FEW自由能工作流使用 TI、MM/PBSA 类型或 LIE 计算方法自动计算蛋白质与配体结合的自由能。
