刘建川・GROMACS 实战课（专题五）-粗粒化力场建立和模拟

本课适合哪些人学习：

这套课程适合已经接触过 GROMACS，希望进一步开展 Martini 粗粒化分子动力学模拟 的硕士、博士及科研人员。

尤其适合：

1、正在研究 大体系、长时间尺度、生物膜、膜蛋白、自组装体系，但全原子模拟计算成本较高的人

2、想系统学习 Martini 粗粒化力场，但不知道如何从全原子结构转换为粗粒化模型的人

3、已经会做普通蛋白模拟，希望进一步掌握 蛋白粗粒化建模 的 GROMACS 用户

4、研究体系中包含 小分子配体，需要自己建立小分子粗粒化参数的人

5、研究 脂质双分子层、混合膜、膜蛋白，希望采用粗粒化模型扩大模拟尺度的人

6、研究 DNA、RNA 等核酸体系，希望掌握核酸粗粒化建模流程的人

7、会运行粗粒化模拟，但对 martinize2、insane、CHARMM-GUI、DSSP、VMD 等工具缺乏系统认识的人

8、模拟跑完以后，不知道如何正确进行 粗粒化轨迹可视化 的用户

课程内容覆盖蛋白、小分子、生物膜、膜蛋白、DNA/RNA 以及轨迹可视化，共 7 个主要模块。

你会得到什么：

1｜建立完整的 Martini 粗粒化建模思路

课程不是只介绍 Martini 的概念，而是先帮助学员理解粗粒化模型的基本映射逻辑、粒子类型以及参数体系。

例如 Martini 中通常会将多个重原子映射为一个粗粒化粒子，从而减少体系自由度。

学完后，你会更清楚：

为什么要粗粒化？

原子应该如何映射？

不同粒子类型分别代表什么？

粗粒化参数文件从哪里来？

2｜掌握蛋白粗粒化的完整流程

课程通过实际蛋白案例，使用 martinize2 从全原子 PDB 生成粗粒化结构和拓扑，并结合 DSSP 处理蛋白二级结构。

后续继续完成：

添加溶剂 → 添加离子 → 整理 TOP → 能量最小化 → 平衡 → Production MD

让学员真正把蛋白粗粒化体系跑起来，而不是只停留在结构转换。

3｜解决“小分子没有现成粗粒化参数”的问题

很多粗粒化体系真正容易卡住的地方，不是蛋白，而是自己的小分子。

课程中会通过实际小分子案例，演示利用脚本进行：

粗粒化划分

参数优化

CG 结构生成

ITP 拓扑生成

并涉及 RDKit 等依赖环境配置。

这样遇到自己的配体时，不再只能到处寻找现成参数。

4｜掌握膜和膜蛋白粗粒化建模

课程进一步覆盖 生物膜和膜蛋白。

可以学习利用 insane 构建纯膜和混合脂质膜，并根据实际研究需求设置多种脂质比例。

膜蛋白部分还会结合 CHARMM-GUI 处理：

蛋白方向

蛋白—膜相对位置

膜组成

离子条件

最终模拟文件

帮助学员进一步处理更复杂的粗粒化膜体系。

5｜掌握 DNA、RNA 等更多体系

这套课程并不只讲蛋白。

还专门加入了：

DNA 粗粒化

RNA 粗粒化

从结构处理、粗粒化拓扑生成，到加水、加离子和后续 GROMACS 模拟。

因此学员掌握的不是一个单一案例，而是一套可以扩展到多类生物分子的粗粒化建模思路。

6｜解决粗粒化轨迹“看不懂、显示不正常”的问题

课程最后还专门讲解粗粒化轨迹可视化。

包括：

VMD 导入 GRO / XTC

cg_bonds.tcl 脚本

读取 TOP / ITP

恢复粗粒化模型中的键连接显示

帮助学员不仅把模拟跑出来，还能把轨迹正确地展示和检查。

课程介绍：

本套课程围绕 Martini 粗粒化力场和 GROMACS 模拟设计的专题实战课程。

课程基于 GROMACS 2026.3 以上版本进行实操演示。

课程从 Martini 粗粒化力场基础开始，逐步扩展到多个真实科研体系，包括：

· Martini 粗粒化力场介绍

· 蛋白粗粒化建模

· 小分子粗粒化参数构建

· 生物膜粗粒化建模

· 膜蛋白粗粒化建模

· DNA / RNA 粗粒化建模

· 粗粒化轨迹可视化

课程中会涉及：

Martini 3

martinize2

DSSP

insane

CHARMM-GUI

RDKit

GROMACS

VMD

等工具和实际流程。

这套课程的重点，不是只告诉你“Martini 是什么”，而是让你真正知道：

蛋白怎么粗粒化？

小分子参数怎么建？

膜和膜蛋白怎么处理？

DNA / RNA 怎么建模？

最后如何进入 GROMACS 模拟并正确查看轨迹？

如果你的研究希望突破全原子模拟在 体系规模和时间尺度 上的限制，这套课程可以帮助你建立一套更加完整的粗粒化建模与模拟思路。

课程相关图片：