刘建川・GROMACS 实战课（专题三）| 质心牵引、离子（分子）跨膜计算PMF

本课适合哪些人学习：

这套课程适合已经具备一定 GROMACS 基础，希望进一步开展 质心牵引、伞形采样、PMF 和自由能计算 的科研人员。

尤其适合：

正在研究 蛋白—配体结合 / 解离过程 的硕士、博士及科研人员

需要计算 PMF、结合自由能或解离自由能 的 GROMACS 用户

想研究 离子、小分子、药物分子跨膜过程 的用户

已经会普通 MD，但不知道 Pull Code、伞形采样窗口、WHAM 应该如何完整衔接的人

会运行牵引模拟，但不知道后续如何提取构型、建立窗口、批量模拟和分析 PMF 的用户

经常纠结 distance、direction、direction-periodic 应该怎么选择的人

课程不仅讲质心牵引，还会进一步把牵引结果用于伞形采样和 PMF 分析，并覆盖蛋白体系及离子（分子）跨膜场景。

你会得到什么：

1｜掌握 GROMACS 质心牵引的正确设置思路

学员可以系统理解：

牵引组怎么定义、参考组怎么选、沿哪个方向拉、速度怎么设、力常数怎么设。

同时掌握：

distance / direction / direction-periodic

三种常见牵引方式的使用思路和区别。

2｜真正跑通“牵引 → 伞形采样 → PMF”

课程不是停留在一次 Pull 模拟，而是继续完成：

生成反应坐标构型 → 选择采样窗口 → 独立窗口模拟 → WHAM 分析 → PMF 曲线 → ΔG

让学员真正理解 PMF 是怎么一步一步得到的。课程中会从连续牵引轨迹中提取不同 COM 距离的构型作为伞形采样输入。

3｜掌握多窗口计算的自动化处理

伞形采样通常涉及大量窗口，如果完全手工操作会非常繁琐。

课程中会涉及脚本自动生成和批量执行窗口模拟，减少大量重复操作。

4｜能够处理离子、小分子跨膜问题

课程进一步将方法应用到离子（分子）跨膜体系。

不仅知道一个分子“能不能过膜”，还可以进一步分析：

分子从水相进入膜、经过膜中心、再离开膜过程中自由能如何变化。

最终可通过 WHAM 得到跨膜 PMF 曲线。

课程介绍：

本课程一套围绕 GROMACS Pull Code、伞形采样和自由能分析设计的专题实战课程。

课程基于 GROMACS 2026.3 以上版本，从质心牵引的基本逻辑开始，逐步完成蛋白体系的牵引、反应坐标生成、伞形采样、多窗口计算、WHAM 分析，并进一步扩展到离子和小分子跨膜 PMF 计算。

课程主要覆盖：

• GROMACS Pull Code

• distance / direction / direction-periodic

• 牵引方向、速率与力常数

• 蛋白体系质心牵引

• 反应坐标构建

• 伞形采样窗口

• 多窗口自动化运行

• WHAM 分析

• PMF 曲线

• 结合 / 解离自由能

• 离子跨膜

• 小分子跨膜 PMF

课程重点不是只给一套 Pull 参数，而是从“怎么拉”，一直做到“怎么得到 PMF 和自由能结果”。

课程相关图片：