Page History

...

Z usługi można korzystać na dwa sposoby: za pośrednictwem interaktywnego portalu UNRES oraz przy pomocy systemy wsadowego QosCos QosCosGrid.

Aktywowanie usługi

Aby skorzystać z usługi UNRES należy posiadać konto w portalu PLGRID oraz posiadać aktywny grant obliczeniowywłaściwy PLGrid. Należy również złożyć wniosek o dołączenie usługę UNRES w Katalogu Aplikacji i Usług. Spowoduje to dodanie użytkownika do zespołu plggunresng (zespół użytkowników usługi UNRES).

...

Obecnie aplikacje składające się na usługę są zainstalowane w ramach infrastruktury PLGrid tylko na klastrze inula na klastrach:

• Inula w Poznańskim Centrum Superkomputerowo-Sieciowym
• Prometheus w Cyfronecie.

Portal QCG umożliwiający interaktywne uruchamianie zadań kieruje zadania tylko na klaster inula. Za pośrednictwem portalu QCG można uruchomić tylko główny moduł obliczeniowy UNRES, natomiast moduły analizy wyników dynamiki molekularnej z wymianą replik można uruchomić jedynie bezpośrednio w trybie wsadowym. Rozszerzenie funkcjonalności portalu QCG na ten moduły jest w toku.

Pierwsze kroki

Ponieważ w chwili obecnej system QosCosGrid nie obejmuje kierowania zadań na klaster Prometheus, w przypadku uruchamiania zadań na tym komputerze należy używać systemu slurm, podobnie jak w przypadku uruchamiania innych zadań na tym komputerze. Szczegółowy opis znajduje się w podręczniku Prometheus:Podstawy.

Pierwsze kroki

Zalecane jest zapoznanie się z dokumentacją części składowych pakietu UNRES dostępną na stronie pakietu (dokumentacja w języku Zalecane jest zapoznanie się z dokumentacją części składowych pakietu UNRES dostępną na stronie pakietu (dokumentacja w języku angielskim).

Uruchamianie przez portal UNRES

Zlecanie zadań przez portal UNRES możliwe jest tylko na klaster inula w PCSS.

Portal UNRES jest dostępny pod adresem https://unres-portal.plgrid.pl. Portal jest zintegrowany z OPENID. Należy zalogować się na portal używając identyfikatora użytkownika w systemie PL-GRID. 

...

• ustawić pole siłowe (GAB lub E0LL2Y)
• ustawić liczbę kroków dynamiki
• wybrać plik PDB będący strukturą referencyjną
• podać sekwencję aminokwasów w pliku PDB w zapisie jednoliterowych uwzględniając aminokwasy terminalne w  zapisie pakietu UNRES.

^{Image Modified}

Uwaga 1: Wybranie pliku pdb, który zawiera strukturę odniesienia danego białka (na ogół strukturę eksperymentalną z bazy pdb), jest o w obecnej konfiguracji portalu konieczne. Jeżeli ten plik nie zostanie podany, zadanie zakończy się z błędem.

Następnie w zakładce "Zasoby" ustawiamy klaster obliczeniowy oraz czas obliczeń. UWAGA: W chwili obecnej pakiet UNRES zaimplementowany jest tylko na klastrze Inula.

Więcej opcji dynamiki można uzyskać po kliknięciu napisu "Zaawansowane" w zakładce MD. Odpowiednie pola są objaśnione poniżej; wartości domyślne podano w nawiasach:

NTWE (100): częstość zapisu energii w dynamice molekularnej.

NTWX (1000): częstść zapisu współrzędnych cząsteczki białka.

DT: (0.1) długość kroku czasowego; jednostka jest równa 48,9 fs.

Aby wybrać grant w ramach którego będą wykonywane obliczenia, należy wykonać następujące czynności:

1. wybrać zakładkę MD,

2. kliknąć napis "pokaż zaawansowane",

3. wpisać w pole Grant ID grantu.

Image Removed

Image Removed

Program UNRES wygeneruje tyle niezależnych trajektorii ile wynosi liczba procesorów.

Plikami wynikowymi, które po poprawnym zakończeniu zadania pojawią się w katalogu roboczym i będą mogły być pobrane przez gftp, są:

ZADANIE.out_GB000 - ZADANIE.out_GB00n (gdzie zadanie jest prefiksem nadawanym przez portal a n+1 jest liczbą procesorów): główne pliki wynikowe. Zawierają podstawowe informacje o układzie, informacje o ustawieniach obliczeń dynamiki molekularnej oraz ewentualne informacje o błędach w danych.

ZADANIE_GB000.stat - ZADANIE_GB00n : pliki zawierające podstawowe informacje o przebiegu dynamiki dla każdej trajektorii (nr kroku, czas, energia, rmsd od struktury odniesienia). Proszę zapoznać się z opisem plików danych i wynikowych programu UNRES (dokumentacja w języku angielskim).

ZADANIE_MD000.pdb - ZADANIE_MD00n.pdb : zrzuty konformacji w formacje pdb dla każdej trajektorii.

Uruchamianie bezpośrednio w systemie wsadowym

W celu zdefiniowania ścieżek dostępu oraz ustawienia wartości zmiennych środowiskowych dla usługi należy załadować moduł plgrid/apps/unres-e0ll2y/3.2.1  (pole E0LL2Y0) lub plgrid/apps/unres-gab/3.2.1 (pole GAB), w zależności od żądanego pola siłowego. W przypadku uruchamiania zadań przez portal odpowiedni moduł jest ładowany poprzez wybór odpowiedniego pola siłowego z menu.

Przykłady przygotowywania plików wsadowych oraz danych do uruchamiania usługi UNRES w różnych wariantach wraz z opisem zawarte są w archiwum zip. przykłady.zip można pobrać korzystając z przytoczonego linku.

Poniżej krótki opis wraz z objaśnieniem uruchamiania kanonicznej dynamiki molekularnej Langevina. Używany jest wariant pola siłowego UNRES oznaczony jako pole E0lL2Y (pole "ogólnych zastosowań"). Ten przykład jest zawarty w przytoczonym archiwum w katalogu ff_1l2y_1le1/LANG.

Uwaga 2: Sekwencja aminokwasowa musi zaczynać/kończyć się resztą "dummy" oznaczaną jako X jeżeli łańcuch nie zaczyna się/kończy pełną grupą peptydową (czyli grupa początkowa jest grupą -NH₃⁺ lub grupa końcowa jest grupą COO-; sekwencja "nieblokowana"). Jeżeli łańcuch zaczyna się/kończy pełną grupą peptydową lub pierwszą/ostatnią resztą jest glicyna, należy wstawić G. Wstawienie innych reszt niź X lub G na początku lub końcu spowoduje błędy w obliczeniach. Wstawienie grup blokujących powoduje pozorne wydłużenie sekwencji, np. jeżeli chcemy wykonać obliczenia nieblokowanego pentapeptydu Ala-Lys-Gly-Pro-Ser to musimy wprowadzić sekwencję XAKGPSX a jeżeli chcemy wykonać obliczenia analogicznego blokowanego pentapeptydu Ac-Ala-Lys-Gly-Pro-Ser-NHCH3 to wprowadzamy sekwencję GAKGPSG. W przypadku sekwencji np. Gly-Leu-Pro-Leu-Ala-Gly nie trzeba dodawać grup blokujących i wprowadzić sekwencję GLPLAG

Następnie w zakładce "Zasoby" ustawiamy klaster obliczeniowy oraz czas obliczeń. UWAGA: W chwili obecnej portal uruchamia zadania jedynie na klastrze inula).

Więcej opcji dynamiki można uzyskać po kliknięciu napisu "Zaawansowane" w zakładce MD. Odpowiednie pola są objaśnione poniżej; wartości domyślne podano w nawiasach:

NTWE (100): częstość zapisu energii w dynamice molekularnej.

NTWX (1000): częstść zapisu współrzędnych cząsteczki białka.

DT: (0.1) długość kroku czasowego; jednostka jest równa 48,9 fs.

Aby wybrać grant w ramach którego będą wykonywane obliczenia, należy wykonać następujące czynności:

1. wybrać zakładkę MD,

2. kliknąć napis "pokaż zaawansowane",

3. wpisać w pole Grant ID grantu.

Image Added

Image Added

Program UNRES wygeneruje tyle niezależnych trajektorii ile wynosi liczba procesorów.

Plikami wynikowymi, które po poprawnym zakończeniu zadania pojawią się w katalogu roboczym i będą mogły być pobrane przez gftp, są:

ZADANIE.out_GB000 - ZADANIE.out_GB00n (gdzie zadanie jest prefiksem nadawanym przez portal a n+1 jest liczbą procesorów): główne pliki wynikowe. Zawierają podstawowe informacje o układzie, informacje o ustawieniach obliczeń dynamiki molekularnej oraz ewentualne informacje o błędach w danych.

ZADANIE_GB000.stat - ZADANIE_GB00n : pliki zawierające podstawowe informacje o przebiegu dynamiki dla każdej trajektorii (nr kroku, czas, energia, rmsd od struktury odniesienia). Proszę zapoznać się z opisem plików danych i wynikowych programu UNRES (dokumentacja w języku angielskim).

ZADANIE_MD000.pdb - ZADANIE_MD00n.pdb : zrzuty konformacji w formacje pdb dla każdej trajektorii. Pliki te można bezpośrednio oglądać przeglądarkami do molekuł np. pymol.

Uruchamianie bezpośrednio w systemie wsadowym

Uruchamianie zadań na klastrze inula

W celu zdefiniowania ścieżek dostępu oraz ustawienia wartości zmiennych środowiskowych dla usługi należy załadować moduł plgrid/apps/unres-e0ll2y/3.2.1  (pole E0LL2Y0) lub plgrid/apps/unres-gab/3.2.1 (pole GAB), w zależności od żądanego pola siłowego. W przypadku uruchamiania zadań przez portal odpowiedni moduł jest ładowany poprzez wybór odpowiedniego pola siłowego z menu.

Przykłady przygotowywania plików wsadowych oraz danych do uruchamiania usługi UNRES w różnych wariantach wraz z opisem zawarte są w archiwum zip. przykłady.zip można pobrać korzystając z przytoczonego linku.

Poniżej krótki opis wraz z objaśnieniem uruchamiania kanonicznej dynamiki molekularnej Langevina. Używany jest wariant pola siłowego UNRES oznaczony jako pole E0lL2Y (pole "ogólnych zastosowań"). Ten przykład jest zawarty w przytoczonym archiwum w katalogu ff_1l2y_1le1/LANG.

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Skrypt QCG (plik langdyn.qcg; nie ma w nim dodanych tutaj komentarzy):

-------------------------------------------------------------------------------------

Skrypt QCG (plik langdyn.qcg; nie ma w nim dodanych tutaj komentarzy):

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

#QCG host=inula                                       #QCG host=inula                                                                              
##   Obliczenia  na  inuli  (na  razie               
## Obliczenia na inuli (na razie jedyna możliwość)
#QCG walltime=PT15M                                                                          
## maksymalny czas zadania 15 minut
#QCG nodes=1:1                                                                               
## używamy 1 procesor
#QCG note=l2y-langdyn                                                                        
## identyfikator zadania
#QCG output=${JOB_ID}.output                                                                 
## specyfikacja nazw pliku z wydrukami z programu i systemu qcg na ekran
#QCG error=${JOB_ID}.error                                                                   
## specyfikacja nazwy pliku z komunikatami o błędach
#QCG stage-in-dir=.                                                                          
## pliki danych będą brane z bieżącego katalogu
#QCG stage-out-dir=.                                                                         
## pliki wynikowe będą umieszczane w bieżącym kagalogu
module load plgrid/apps/unres-e0ll2y/3.2.1                                                   
## ładowanie modułu zawierającego komp0onentu usługi dla pola E0LL2Y
export NPROCS=`cat $PBS_NODEFILE | wc -l`                       
cd $PBS_O_WORKDIR
mpirun -machinefile $PBS_NODEFILE -np $NPROCS unres.csh          
## uruchamiamie skryptu unres.csh

...

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Uruchamianie

Po zalogowaniu się na serwer, z którego można uruchamiać zadania w systemie Qcg-Qoscos, np. qcg.man.poznan.pl i przeniesieniu tam wymienionych powyżej plików, należy wydać polecenie:

...

Plikami wynikowymi będą:

1L2Y_lang,.out_MD000GB000 : plik zawierający podstawowe informacje o danych wejściowych, typie obliczeń, zastosowanych ustawieniach oraz przebiegu obliczeń.

...

Trajektoria zapisana w formie skompresowanej w pliku cx nie jest gotowa do oglądania/przetwarzania programami grafiki molekularnej. Należy przekształcić go do formatu Protein Data Bank (PDB)  przy użyciu programu xdrf2pdb. Program jest dostępny w ramach usługi UNRES i może być uruchamiany w trybie wsadowym jednak z uwagi na to, że pliki pdb zajmują znacznie więcej miejsca niż pliki cx, lepiej skopiować plik cx na swój lokalny komputer i tam uruchomić xdrf2pdb interaktywnie. Program xdrf2pdb można uzyskać ze strony "downloads" pakietu UNRES. Po wejściu na stronę należy kliknąć na guzik "ACCEPT LICENSE TERMS"  i ściągnąć archiwum xdrfpdb-src-v.3.2.1.tar.gz.

Polecenie konwersji dla podanego przykładu jest następujące:

xdrf2pdb three seq-3let 1L2Y_lang_MD000.cx 1 1 100 1L2Y_lang.pdb

gdzie

three oznacza, że podawana będzie sekwencja aminokwasowa białka w kodzie trójliterowym

seq-3let jest plikiem z sekwencją; format 20(A3, 1X); zawartość poniżej

D   ASN LEU TYR ILE GLN TRP LEU LYS ASP GLY GLY PRO SER SER GLY ARG PRO PRO PRO

SER D

1L2Y_lang_MD000.cx jest nazwą pliku ze współrzędnymi konformacji białka z obliczonej trajektorii w formacie skompresowanym.

1 1 100 : konformacje będą zapisywane co 1, począwszy od konformacji 1 a skończywszy na konformacji 100

"downloads" pakietu UNRES. Po wejściu na stronę należy kliknąć na guzik "ACCEPT LICENSE TERMS"  i ściągnąć archiwum xdrfpdb-src-v.3.2.1.tar.gz. Program xdrf2pdb wymaga biblioteki xdrf, która jest w pakiecie UNRES. Jeżeli jeszcze jej nie posiadamy to trzeba ściągnąć archiwum lib.tar.gz ze strony pakietu UNRES. Można też ściągnąć cały pakiet UNRES unrespack-v.3.2.1.tar.gz; biblioteka jest w sources/lib/xdrf lub xdrf_em64 (64 bit) albo xdrf-Argonne  (BlueGene Q) gdyby ta nie zadziałała.

Polecenie konwersji dla podanego przykładu jest następujące:

xdrf2pdb three seq-3let 1L2Y_lang_MD000.cx 1 1 100 1L2Y_lang.pdb

gdzie

three oznacza, że podawana będzie sekwencja aminokwasowa białka w kodzie trójliterowym

seq-3let jest plikiem z sekwencją; format 20(A3, 1X); zawartość poniżej

D   ASN LEU TYR ILE GLN TRP LEU LYS ASP GLY GLY PRO SER SER GLY ARG PRO PRO PRO

SER D

1L2Y_lang_MD000.cx jest nazwą pliku ze współrzędnymi konformacji białka z obliczonej trajektorii w formacie skompresowanym.

1 1 100 : konformacje będą zapisywane co 1, począwszy od konformacji 1 a skończywszy na konformacji 100

1L2Y_lang.pdb : wynikowy plik z konformacjami w formacie PDB; konformacje te zawierają geometrię na poziomie gruboziarnistym; tylko atomy węgla alfa (CA) i centra łańcuchów bocznych (CB).

Uruchamianie zadań na klastrze Prometheus

Zadania są uruchamiane w systemie kolejkowania slurm. W zależności od używanego pola należy załadować jeden z modułów:

• plgrid/apps/unres-e0ll2y/3.2.1 (w tym przypadku należy uruchomić aplikację unresMD_ifort_MPI_E0LL2Y.exe lub odpowiedni stowarzyszony z nią program przetwarzający wyniki symulacji)
• plgrid/apps/unres-gab/3.2.1 (w tym przypadku należy uruchomić aplikację unresMD_ifort_MPI_GAB.exe lub odpowiedni stowarzyszony z nią program przetwarzający wyniki symulacji)

Dodatkowo należy załadować moduł plgrid/tools/impi.

Podobnie jak w przypadku klastra inula, załadowanie modułów powoduje zdefiniowanie plików z właściwymi dla danego pola parametrami; pliki te można jednk podmienić na pliki z parametrami użytkownika. Przykładowy skrypt jest podany poniżej.

----------------------------------------------------------

Plik energy-pdb.sbatch

----------------------------------------------------------

#!/bin/bash -l

#SBATCH -J unres

#SBATCH -N 1

#SBATCH --ntasks-per-node=1

#SBATCH -n 1

#SBATCH --time=00:01:00

#SBATCH -A unresprometheustest

#SBATCH -p plgrid

#SBATCH --output="output.out"

#SBATCH --error="error.err"

#

module load plgrid/apps/unres-e0ll2y/3.2.1

module add plgrid/tools/impi

export PREFIX=1L2Y_ene-pdb

export OUT1FILE=YES

export FGPROCS=1

mpirun unresMD_ifort_MPI_E0LL2Y.exe

-----------------------------------------------------------------

Przykładowe pliki wsadowe dla systemu slurm oraz pliki danych i pliki wynikowe dla różnych trybów obliczeń wraz z krótkim opisem są dostępne w katalogu  /net/software/local/unres/Przyklady na klastrze Prometheus; archiwum można pobrać stąd w postaci pliku Przyklady_prometheus.zip1L2Y_lang.pdb : wynikowy plik z konformacjami w formacie PDB; konformacje te zawierają geometrię na poziomie gruboziarnistym; tylko atomy węgla alfa (CA) i centra łańcuchów bocznych (CB).

Zaawansowane użycie

Przewidywanie de novo struktury białka przy pomocy pola siłowego UNRES

...

Strona dokumentacji pakietu UNRES ze szczegółowym opisem wprowadzanych danych (w języku angielskim).