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mdtraj-trajectory-analysis

数据与分析

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更新于 10-15 22:40

技能介绍

用途:mdtraj 是依赖较轻的 Python 库,用于分析分子动力学轨迹,属于模拟后处理工具,不负责运行模拟。

主要能力:读取 DCD/XTC/TRR/NetCDF/H5/AMBER/GROMACS/CHARMM/OpenMM 等格式,载入为基于 NumPy 的 Trajectory 对象;提供几何量、RMSD、回旋半径 Rg、RMSF、SASA、残基接触、氢键、二面角以及 8 态 DSSP 二级结构等纯 Python 函数。

使用方式:需 mdtraj、numpy、pandas、matplotlib,Python 3.9+,推荐 conda-forge。安装前可先检查:python3 -c "import mdtraj" 2>/dev/null || conda install -c conda-forge mdtraj numpy pandas matplotlib。典型用法为 md.load("traj.xtc", top="topology.pdb"),用 traj.topology.select 选原子,md.rmsd 计算 RMSD,md.compute_rg 计算 Rg,md.compute_contacts 计算接触,md.compute_phi/psi 计算二面角,md.compute_dssp 计算二级结构,md.baker_hubbard 与 md.shrake_rupley 计算氢键和 SASA。大轨迹可用 md.iterload 分块流式读取。

适用场景:多重复轨迹稳定性与柔性分析、残基接触频率图、Ramachandran 图、二级结构时间序列、氢键持久性与 SASA 统计、NMR 相关观测量等轻量分析。

限制:内部单位为 nm 和 ps,二面角为弧度,绘图前需换算;compute_contacts 返回 0 基连续残基索引而非 PDB resSeq;RMSF 需先显式 superpose;simplified=False 才输出 8 态 DSSP。若需要 MDAnalysis 的选择语法、并行框架或 LAMMPS/NAMD 专用读取器,应改用 mdanalysis-trajectory。