關於使用 MDAnalysis 計算生存概率中的 tau_max python package

Question

我是一般使用 MDAnalysis 以及 python 的新手。 我對一種蛋白質進行了 100 ns 的模擬，想計算我選擇的水分子的存活概率。 事情是使用給定的 MDAnalsyis 生存概率代碼，我成功生成了圖形（x=時間，y=SP）但無法理解時間是否以幀/ns/ps 為單位。

出於試用目的，我嘗試運行最后 1000 幀，即 2ns。 以下是我為此使用的代碼

import MDAnalysis
from MDAnalysis.analysis.waterdynamics import SurvivalProbability as SP
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
u = MDAnalysis.Universe("md.psf", "md1000f.dcd", in_memory= True)
select = "byres name OH2 and sphzone 3.5 (name N and resid 143 144 145)"
sp = SP(u, select, verbose=True)
sp.run(start=0, stop=1000, tau_max=20)
tau_timeseries = sp.tau_timeseries
sp_timeseries = sp.sp_timeseries

# print in console
for tau, sp in zip(tau_timeseries, sp_timeseries):
      print("{time} {sp}".format(time=tau, sp=sp))

在這里，我想要 3.5 Å 球體半徑內的所有水分子與殘基 ID 為 143、144 和 145 的 N 原子形成氫鍵。

This is the result that i have got while running the code: 0 1 1 0.8738224637681159 2 0.8059945504087194 3 0.7505464480874317 4 0.7115068493150685 5 0.6736263736263736 6 0.6382920110192837 7 0.6041436464088398 8 0.573961218836565 9 0.5491666666666666 10 0.5242339832869081 11 0.5033519553072625 12 0.4809523809523809 13 0.45983146067415726 14 0.43999999999999995 15 0.4186440677966101 16 0.3985835694050991 17 0.37698863636363633 18 0.3566951566951567 19 0.33485714285714285 20 0.31432664756446993

我的問題是：

1. 我們已經輸入了開始和停止，為什么我們還需要一個 tau_max？ 它是否應該計算從 1 到 1000 幀（0 到 2ns）的選擇中出現水分子的概率？

2. tau_max=20 是什么意思？ tau_max 的單位是皮秒還是納秒？

3. 100ns 模擬的最佳 tau_max 值是多少？

期待您的回復，謝謝。

我試圖將 tau_max 值從 50 增加到 1000。認為它要求的是幀數。 因為我已經加載了 1000 幀，所以我將 tau_max 指定為 1000。但是，SP 的值僅以 56 tau 數字結束，並且從那里開始，值要么是 0.0 要么是 NaN。

Answer 1

分析與時間無關，時間取決於您在此處使用的幀（開始、停止、tau_max）。 請重新檢查文檔。 在此處的代碼中， tau_max表示分析沿 0 到 1000 幀定義的軌跡延伸到任何位置的 20 幀內的生存概率tau_max的最佳值取決於問題：溫度、口袋形狀、擴散速率、強度相互作用等。您的結果顯示在 11 幀內，只有一半的水分子存活。