用途:MDAnalysis 为分子动力学(MD)轨迹提供统一的 Python 读取与分析接口,不依赖具体 MD 引擎,适用于模拟完成后的结构分析,而非运行模拟本身。
主要能力:将体系表示为 Universe 对象,包含 AtomGroup 的位置、速度、力与拓扑信息;支持逐帧迭代或批量分析。内置分析模块涵盖 RMSD、RMSF、回旋半径、氢键、溶剂可及表面积(SASA)与主成分分析(PCA),并可与 NumPy、pandas、matplotlib 集成。
使用方式:需安装 MDAnalysis、numpy、matplotlib、pandas,命令为 pip install MDAnalysis 或 pip install "MDAnalysis[analysis]"。输入需拓扑文件(.psf、.prmtop、.gro、.pdb)加轨迹文件(.dcd、.trr、.xtc、.nc、.dms)。典型流程为 mda.Universe(top, traj) 加载,用选择语言(如 "protein"、"name CA"、"resname LIG")选取原子,再调用 rms.RMSD、rms.RMSF、HydrogenBondAnalysis、pca.PCA 等模块运行分析。常用参数包括 step 跳帧、start/stop 帧范围、in_memory 内存加载、d_a_cutoff 与 d_h_a_angle_cutoff 氢键判据、n_components 主成分数。
适用场景:蛋白骨架或残基组的 RMSD/RMSF 计算、配体结合稳定性(口袋 RMSD、接触持续性、氢键占有率)、轨迹构象 PCA、SASA 与末端距离、从长轨迹提取代表性结构。若需在 HPC 流程内做引擎专属分析,可改用 gmx rms 或 cpptraj;运行模拟应使用 OpenMM 或 GROMACS。
限制:仅用于模拟后分析;氢键分析需拓扑含显式氢;部分属性(如电荷)需相应拓扑文件;in_memory=True 对超大轨迹可能内存不足;Apple Silicon 上如遇导入错误可用 conda-forge 安装。具体收费、价格与平台信息暂未提供。