Cellulose Builder 用户指南

本文是对 Cellulose-Builder 用户指南的翻译及注解，原文连接在此。

Cellulose-Builder 使我们能够以 .xyz 和 .pdb 格式构建任意大小和形状的多种纤维素多晶型物的微晶。例如，这些文件可以用于包含纤维素结晶域的系统的分子动力学(MD)模拟。

这个程序最初发表在下面的论文中。如果你使用了Cellulose-Builder，请引用这篇论文发表的工作:

Thiago C. F. Gomes, Munir S. Skaf, Journal of Computational Chemistry 2012, Volume 33, Issue 14, pages 1338-1346. DOI: 10.1002/jcc.22959

那篇论文包含了 Cellulose-Builder 的功能、使用例子和图例，而且是程序文档的主要组成部分。下面，我们提供了一个简短的用户指南，安装和使用 Cellulose-Builder。

Scripts version

该程序使用 Bash 编写的，因此不需要编译。它应该在任何 Linux Ubuntu 和任何其他Linux、POSIX-standard、Unix、Unix-like 或者 BSD 操作系统的Bash提示下运行，或者在 Windows 系统的 Cygwin 环境中运行。

Download and Installation

你可以在这里或从坎皮纳斯州立大学(UNICAMP)化学研究所的FTP镜像下载 Cellulose-Builder 😇可能需要魔法上网，你也可以在这里下载一个 July_2013 的最新版本（他们后续就没有更新了），下载应该是不需要积分的，如果收积分了请告诉我😇。您可以选择下载您找到的四个存档文件中的任何一个，它们的内容都是相同的。唯一的区别是它们的压缩协议(lzma、gzip、rar、zip)。下载选定的归档文件并解压后，应该有一个名为cellulose-builder_month_year的目录，其中 month 和 year 表示发布日期。

即使 Cellulose-Builder 不需要编译，它依赖于一些工具来正常工作，包括:

• Octave
• VMD
• psfgen

在大多数Linux系统中，可以使用apt-get、synaptic、aptitude、yum或其他包管理软件安装Octave。在BSD系统上，可以通过FreeBSD端口获得Octave。

要在您的系统上安装VMD，您必须在前面的连接里下载并遵循VMD的说明进行安装。您不必从VMD的源代码构建(编译)VMD，只需获得适合您的操作系统的二进制(可执行文件)。😇实际上安装 VMD 非常简单，而且有很多教程，可以参考这个😇

要获得psfgen可执行文件，请下载最适合您的操作系统的已编译的 NAMD tarball (同样，不需要从源代码构建)，提取其内容并将提取的目录添加到您的PATH中。在该目录下必须有psfgen可执行文件。😇同样，NAMD的安装非常简单，而且也不怎么占空间，完全可以编译一个😇

强调：所有依赖项的可执行文件必须在PATH中(但是，不需要在PATH中包含cellulose-builder父目录本身。你可以使用绝对路径，参见下面的用法。)😇Octave不需要任何担心；如果你将VMD/NAMD都编译了的话，那么也不需要考虑路径问题😇

移动到 cellulose-builder 目录，并尝试在Bash shell提示符上运行，例如下面的指令：

cd cellulose-builder_month_year
./cellulose-builder.sh fibril

如果一切顺利，您应该得到一个名为 crystal 的目录，在该目录下应该有一个 crystal.pdb 文件。如果您可以在 VMD上加载PDB文件而没有错误，或者在您最喜欢的PDB结构查看程序上，那么 cellulose-builder 就可以在您的系统上正确运行。

Command line arguments

cellulose-builder 接受以下三种指令输入：

1. ./cellulose-builder [integer] [integer] [integer]
2. ./cellulose-builder fibril [integer]
3. ./cellulose-builder origin|center|monolayer [integer] [integer]

第一组生成平行六面体晶体。用户必须提供三个整数。它们代表在每个晶向上的结构单元复制的数量，因此晶体大小是由用户明确设置的。前两个整数必须大于1，而最后一个整数必须大于0。例如下面的指令将会生成一个 (2*2-1)=3层纤维素平面，每个纤维素平面由4（或3）条纤维素单链构成，每个纤维素单链包含3个纤维二糖的平行六面体晶体。

./cellulose-builder.sh 2 4 3

第二组形成36链纤维。必须提供字符串fibril作为第一个参数，同时提供一个大于0的整数作为第二个参数，它代表每个纤维素链中纤维二糖的数量。因此，最终纤维的聚合程度可以由用户通过命令行直接控制。

第三组提供单层特定的纤维素链类型。用户必须输入origin、center或monolayer作为第一个参数，然后输入两个大于1的整数。其中origin的纤维二糖为 allomorphs I-beta 构象，center为II-beta 构象，monolayer为I-alpha 构象。后面的整数分别代表单层中包含的纤维素链的数量和每条链中纤维二糖的数量。

./cellulose-builder.sh center 4 3

上图来自文献 dx.doi.org/10.1021/jp1106839。

最终你会得到一个名为的文件夹，里面包含这些文件：crystal.pdb, crystal.psf, crystal.xyz, psfgen.sh, psfgen.log；.pdb, .psf, .xyz是相应的结构文件，另外两个是程序运行过程中生成的。

input.inp

cellulose-builder 具有支持构建多种结晶纤维素多晶型，以及在晶体平移对称性和周期性共价键方面的特殊特性。所有这些属性都可以通过编辑输入文件input.inp来控制。input.inp内容如下：

PHASE=I-BETA   # Accepted values are: I-ALPHA , I-BETA , II , III_I .
PBC=NONE       # Accepted values are: NONE (default), A , B , ALL .
PCB_c=TRUE    # Accepted values are: FALSE , TRUE .

PHASE为可选的纤维素构象；
PBC为平移对称性，PBC=A为沿着晶体 a (或者x) 方向😇应该是指纤维素平面之间的周期性😇，其余类似；
PCB_c为纤维素链周期性共价键设置，PCB_c=TRUE表示启用周期性设置。

Online version

cellulose-builder web服务器的界面如下，其选项含义与上文 script 是一致的，submit后会得到一个zip，里面的内容与 script 也是一样的。在此不再赘述。