by INBIO
MCPB.py adalah program berbasis python untuk membuat parameter logam, digunakan untuk membangun medan gaya kompleks logam untuk bonded model. Program ini telah dioptimasi dan tersedia untuk melengkapi medan gaya Amber. Total 80 parameter untuk logam tersedia di program ini. MCPB tersedia gratis saat menginstal minimal versi AmberTools versi 2015. Lisensi yang digunakan adalah GNU General Public License v3.0 (GNU_GPL_v3) jadi gratis untuk diunduh dan didistribusikan.
MCPB.py menyediakan input file untuk melakukan perhitungan mekanika kuantum dan dilanjutkan ke perangkat lunak simulasi dinamika molekul baik menggunakan AMBER (pmemd) atau GROMACS. Ion Logam dalam simulasi dinamika molekul perlu perhatian khusus karena menjadi tantangan tersendiri untuk melakukan parameter yang tepat. Peranan ion logam dalam protein sangat bervariasi, mulai menjadi active site sampai bagian dari kofaktor. Program MCPB melakukan parameter dengan cara empat tahap yaitu:
Tahap pertama yaitu pembuatan input file untuk parameter dengan pendekatan Density functional theory (DFT) dengan basis set 6-31G, input file yang dihasilkan yaitu berupa input file software untuk Gaussian dan GAMESS-US. Tahap pertama ini nantinya akan dihasilkan fingerprint dari data model small, standard dan large. Input file yang dihasilkan terdiri dari 3 tahap pertama tahap optimasi geometri, dalam tahap ini diharapkan bentuk geometri ideal dicapai sampai “minima” tercapai. Tahap kedua adalah Force Constant Calculation (FCC). FCC mengambarkan kekuatan ikatan antara logam atau ligan. Tahap ini juga mampu mengambarkan suatu struktur telah mencapai “equilibrium”. Tahap ke tiga adalah perhitungan Restrained Electrostatic Potential (RESP) menggambarkan model muatan dengan pendekatan dari Merz–Kollman (MK), pendekatan MK mampu mengambarkan variasi dari muatan atom dalam molekul.
Tahap kedua yaitu menggunakan metode Seminario untuk menghasilkan parameter medan gaya. Selain itu tersedia pendekatan Z-matrix dan empiris. Metode empiris tidak memerlukan perhitungan Gaussian/GAMESS-US untuk mendapatkan konstanta gaya tetapi masih membutuhkan perhitungan Gaussian untuk mendapatkan nilai RESP sayangnya metode empiris hanya mendukung pemodelan ion seng.
Tahap ketiga yaitu perhitungan muatan RESP yang dicocokkan dengan data ligan dan residu kompleks logam. Pilihan jenis muatan yang dapat dilakukan pertama yaitu logam dan ligan dihitung dalam satu kesatuan residu, kedua muatan yang dihitung hanya backbone atom yang sebelumnya telah dipilih medan gayanya.
Tahap keempat, diperolehnya data file Protein Data Bank baru dan input file beserta dengan medan gaya pada protein yaitu Amber FF19SB dan ligan menggunakan medan gaya GAFF2, tahap akhir juga dihasilkan data ionisasi dan model solvasi yang akan dilakukan saat melakukan simulasi dinamika molekul.
Adanya perangkat lunak MCPB sangat membantu para peneliti untuk memodelkan logam dalam protein. Pendekatan yang digunakan adalah DFT merupakan pendekatan paling ideal yang mampu menggambarkan Ion logam mirip dengan experimental namun memiliki kekurangan yaitu membutuhkan biaya komputasi yang mahal serta waktu yang lama. Semoga nantinya ada peneliti yang mampu mengembangkan MCPB agar mampu menggunakan metode semi empirik turunan DFT seperti perangkat lunak DFTB+ dan xTB dalam melakukan parameter logam.
Contoh tutorial penggunaan MCPB dapat dilihat divideo berikut ini:
Referensi
AUTHOR
Thank you very much, it's really important. I have a question (because I don't understand the language) Regarding the optimization step by Gaussian at 14:41 Have you done all the calculations??? 1OKL_small_opt 1OKL_small_fc 1OKL_large_mk or only two calculations ???
© Generasi Peneliti. All Rights Reserved.