CHARMM 快速入门
1、CHARMM简介
CHARMM是英语Chemistry at Harvard Macromolecular Mechanics的缩写，是一个超过550,000行代码的计算程序，用来进行经典的、量子的或量子经典杂化的模拟。
CHARMM最初是由哈佛大学的Karplus教授的实验室所开发的，1967年至1976年间，Karplus教授的研究生Bruce Gelin编写了一个计算蛋白能量并进行优化的程序，奠定了在结构生物学领域中应用模拟方法的基础。这个程序现在被称之为Pre-CHARMM。1983年，Karplus教授的弟子们发布了CHARMM程序的第一个版本。这个程序的名字来自于BobBruccoleri提出的HARMM，意为哈佛大学的大分子力学(HARvard Macromolecular Mechanics)研究程序，后来又在前面加上了一个C表示化学(Chemistry)。CHARMM程序一问世，便得到了广泛应用，尤其是药物开发公司日益认识到在药物设计过程中对大分子进行计算机模拟的重要性。1985年，CHARMM程序开始提供给企业使用，先后有Polygen、MSI和Accelrys等公司进行商业推广，并开发了QUANTA和INSIGHT两个图形界面程序作为CHARMM程序的前台。商业版本的程序被命名为CHARMm，以与学术版本的CHARMM程序相区别。
CHARMM可以称得上是生物分子模拟软件中的贵族了。它以其博大精深而居龙头老大的地位。当今一些著名的大分子模拟程序都是源自CHARMM。如Paul Weiner将Pre-CHARMM程序带到了Peter Kollman的研究组，据此开发了Amber 程序的第一个版本；而Karplus教授的博士后Wilfred van Gunsteren则将Pre-CHARMM程序带走，作为开发GROMOS程序的基础。至于NAMD程序，更是基于CHARMM进行了并行化的处理，把CHARMM的功能发挥的淋淋尽致。
用过CHARMM的人会感到CHARMM的设计是独具匠心的，真正入了门，用起来会觉得妙不可言，这是其他同类软件所望尘莫及的。然而CHARMM又素以入门不易而闻名，令人生畏。说来也是，几乎十年了，还没有一本比较像样的、比较完整的、比较系统的参考资料或使用说明问世。开发CHARMM的大牛们似乎一直在自己的象牙塔里面经营，不屑于做些科普的东东。初学者不得不在CHARMM所提供的一大堆文档中转迷宫，可谓痛苦也。
近年来局面有所改观，一些网站提供了使用CHARMM的界面，研究者只需将欲研究的体系提交，便可得到相应的输入文件，不用再苦苦自行摸索了。但这些网站一是使人难以对CHARMM有深入的了解，二来使用英文界面，令国内的CHARMM用户十分不爽。
也难怪，这些年来，在分子模拟和计算领域，国外的程序如雨后春笋一样层出不穷，国内的人大多是只能亦步亦趋，连消化还来不及，别说有自己的东东了。那些拿着巨额经费的大牛们尚跟在外国人的屁股后面跑，拿不出自己的东东，就别说一般的老百姓了。想当年，国内尚有自己开发的量子化学计算程序，如今呢？清一的进口货。在大分子模拟方面，我们至少要比国外落后三十年，尚无可以与CHARMM、Amber等国外程序相比肩的冬冬。可惜这种局面一时难以改观，我们只好先从普及入手，来个洋为中用，先把底子打好。
2、运行CHARMM
CHARMM可在各种各样的UNIX、Linux及Windows环境下运行。根据电脑的类型和计算的需求，可以使用不同的版本：
small：6,000原子
medium：25,000原子(推荐)
large：60,000原子
xlarge：240,000原子
xxlarge：360,000原子
huge：1,000,000原子
计算机中所运行的程序可以分为两大类：选单驱动和命令驱动。所谓选单驱动，就是通过图形用户界面，用鼠标点击选取选单命令，实现所需的操作和计算。而命令驱动是要在命令行调用程序，通过键盘输入命令。CHARMM程序使用命令行界面，绝大部分的操作要经由输入命令完成。
用命令行调用CHARMM的基本方法是:
charm_executable < input_script.inp > output_file.out
这里charm_executable是计算机中所安装的CHARMM程序，对于我们所用的Windows版本，为和。CHARMM程序后面跟随的input_file.inp和output_file.out分别是输入命令文件和结果输出文件。
需要说明的是CHARMM能接受命令行参数来设置CHARMM的运行，例如
charm_executable nsteps=100 < input_script.inp > output_file.out
这里的nsteps=100即为命令行参数，可以不用修改输入命令文件而让CHARMM程序以不同的参数运行。
3、基本输入命令文件　input命令
由前面所属的运行CHARMM程序的基本方式可知，使用CHARMM进行模拟计算的关键是输入命令文件。根据不同的计算要求和欲模拟的体系编写输入命令文件是使用CHARMM的难点也是其魅力所在。
下面是一个对植物种子中的crambin蛋白进行MD模拟和简单分析的输入命令文件(文件名为exa_1_1.inp)：
*CHARMM Example input file: 10 ps dynamics of crambin in vacuum
*CHARMM Workshop (09/2009)
*
!Read parameter and topology files
READrtf card name top_all27_f
READparam card name par_all27_prot_na.prm
!SETUP: Generate psf file
READsequence pdb name 1crn.pdb
GENErateprot FIRST NTER LAST CTER setup warn

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