EvoS Molecular dynamics - 蛋白質分子動力模擬

English Version of Introduction and User Manual PDF

EvoS MD v1.0.0｜Windows 64 位元版本

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此發布軟體未配置數位簽章，因此 Microsoft Defender SmartScreen 可能會顯示「無法辨識的應用程式」提示。若要確認安裝檔是否為演化之聲提出的正式軟體，請僅從演化之聲官方頁面下載 EvoS MD，並於安裝前核對上方提供的 SHA-256 值。本軟體已經過安全掃描，確認無含惡意程式，請放心安裝。

發布時安全掃描紀錄：

本安裝檔已於 2026 年 5 月 27 日提交 VirusTotal 分析。在 69 個安全偵測引擎中，68 個未偵測到威脅；Trapmine 以機器學習泛型規則標記為 Suspicious.low.ml.score。此結果未指向特定惡意程式家族。演化之聲已保留掃描報告，並將持續檢查與處理可能的誤判。

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EvoS Molecular dynamics 基本介紹

EvoS MD 是由《演化之聲》製作的 GROMACS 蛋白質分子動力學模擬操作圖形使用者介面（GUI）。GROMACS 是一款開源的分子動力學模擬程式，目前只支援命令列介面，且仍以 Linux 作業系統為主流環境。EvoS MD 旨在協助研究者在 Windows 環境透過圖形使用者介面以較直觀的方式建立、執行與分析 GROMACS 分子動力學模擬流程。使用者可利用滑鼠點選匯入蛋白質或蛋白質複合體結構檔案，設定模擬所需的力場、水模型、離子環境、能量最小化、平衡模擬與正式動態模擬條件，並呼叫 GROMACS 完成計算工作。

EvoS MD 的定位是協助使用者管理與執行 GROMACS 工作流程，降低複雜指令操作所造成的門檻，使分子動力學模擬更容易應用於蛋白質結構與交互作用研究。根據 GROMACS 的使用說明，模擬結果仍需依據研究設計、力場選擇、模擬時間與實驗證據進行嚴謹解讀；單次模擬所觀察到的穩定狀態，不能單獨作為蛋白質功能或真實結合關係的最終證明。

GROMACS 基本介紹

GROMACS 官方網站：https://www.gromacs.org/

GROMACS 是用於分子動力學模擬（molecular dynamics，MD）與能量最小化（energy minimization）的開源分子模擬引擎，以原子尺度的模型描述蛋白質、核酸、脂質、水分子與離子等系統，藉由計算原子之間的交互作用，追蹤分子結構隨時間產生的運動與變化。在生物分子研究，這種方法可用來觀察蛋白質構形波動、複合體交互介面的穩定性、溶液環境中的動態行為與不同條件下分子系統的物理特性。

分子動力學的基礎是牛頓運動方程，對於由 N 個原子組成的系統，第 𝒊 個原子的運動可表示為：

其中 mᵢ 為原子質量，rᵢ 為原子位置，Fᵢ 為作用於該原子的力。原子所受到的力由位勢函數（potential function）V 對位置的變化決定：

在模擬過程中，GROMACS 會以極小的時間步長反覆更新每個原子的位置與速度，並定期記錄座標，形成描述系統動態歷程的軌跡檔案（trajectory）。當系統完成初期平衡後，研究者可由軌跡分析分子構形變化、原子間距離、氫鍵、鹽橋、均方根誤差（RMSD）、均方根波動（RMSF）、迴轉半徑（radius of gyration）與溶劑可接觸表面積等資訊。

GROMACS 的計算依賴力場（force field），以參數方程近似原子間的鍵結作用、靜電作用與凡得瓦力的作用。對帶電或含水的大型生物分子系統，長距離靜電作用常需使用 Particle-Mesh Ewald（PME）等方法處理；模擬盒則通常採用週期性邊界條件，以避免有限水盒產生不自然的外部真空邊界。GROMACS 亦支援多核心平行運算與高效能計算架構，使包含大量原子的生物分子系統能在合理時間內完成模擬。

然而分子動力學模擬仍建立在近似模型之上，原子運動主要以古典力學描述，電子激發、電子轉移與化學反應通常不屬於一般經典分子動力學模擬的適用範圍；力場本身也受到參數與模型假設限制。因此 GROMACS 所產生的結果應被視為在特定模型與條件下對分子動態的計算分析，並應與實驗資料或其他獨立證據共同解讀。

系統需求

EvoS MD 內附後端連接的 GROMACS 版本為 GROMACS 2026.2 Prebuild (Windows, CUDA GPU Support, AVX2_256 AND AVX512)，因此需要支援 CUDA 13.x 且屬於 Turing 或更新架構的 NVIDIA GPU，GTX 10 系列與較舊的 NVIDIA GPU 不在此 bundled GROMACS build 的支援範圍內。

EvoS MD 可接受更換不同版本的 GROMACS，操作說明請參考《更換不同版本的 GROMACS》。

硬體項目	最低要求
作業系統	Windows 10 或 Windows 11，64-bit
CPU	支援 AVX2 的 x86-64 處理器
系統記憶體	16 GB 以上；建議 32 GB 以上
GPU	NVIDIA CUDA GPU，需符合 bundled GROMACS CUDA build 支援的架構；最低建議 GeForce RTX 2060 或同等以上
GPU 架構	sm_75、sm_80、sm_86、sm_89、sm_90、sm_100、sm_120 或 sm_121
VRAM	8 GB 以上
儲存空間	安裝至少 2 GB；進行模擬建議另保留 10-50 GB 以上空間
NVIDIA 驅動程式	支援 CUDA 13.x 的 NVIDIA 驅動程式；最低 driver branch 580 以上，建議安裝目前最新穩定版本
Microsoft runtime	Microsoft Visual C++ v14 Redistributable x64

使用說明

I. 第一次使用 EvoS MD 請測試是否正常運作

請照以下步驟先做測試，若可執行完成則表示 EvoS MD 能在您的電腦上執行；若無法執行完成則您的電腦不符合 EvoS MD 的系統需求。

請注意：由於 GROMACS 是高運算的程式，操作 EvoS MD 時如果出現卡頓（lag）、未回應（not responding）等屬正常情況，請耐心等待，切勿直接關閉軟體，以免暫存的資料消失。

操作步驟：

1. 在 1. PDB + 3D View + Preflight 頁面點選 Load PDB files，找出安裝 EvoS MD 程式時的 EvoS_MD.exe 原始位置，找到 Test 資料夾並載入內部的 TEST.pdb 檔案。

2. 在 2. GROMACS Setup + Run 頁面裡，GROMACS executable 必須載入 EvoS MD 資料夾裡的 Gromacs.2026.2.Prebuild.Windows.X64.CUDA13.0/bin/gmx.exe 才能執行 GROMACS。專案資料夾是儲存專案的位置，可自設定。

3. 參數測定在測試時可以先不予理會。

4. 直接在下方點擊 Generate GROMACS project，接著點擊 Run GROMACS。GROMACS 執行時間會因設備而異，以 NVIDIA RTX 3060 顯示卡為例，約半小時後可顯示綠色 DONE，代表執行完。若中途出現 FAIL，則可能代表您的電腦不符合 EvoS MD 的系統需求。

5. 跑完的 GROMACS 可於 1. PDB + 3D View + Preflight 的視窗下方點選 Play 讀取動態模擬結果；在 3. Results + Analysis 點擊 Run GROMACS analysis，即可顯示動態模擬後的各項分析結果。

當可以執行至第五步驟，可開始執行其它蛋白質動態模擬。

II. 主視窗與分頁結構：

中文名稱	英文名稱	說明
PDB + 3D 檢視 + 前置檢查	PDB + 3D View + Preflight	載入蛋白質結構、檢視 3D 模型、執行輸入品質檢查
GROMACS 設定 + 執行	GROMACS Setup + Run	指定 GROMACS、設定模擬參數並執行模擬
結果 + 分析	Results + Analysis	產生、載入與輸出分析結果；執行分析指令
驗證 + 發布報告	Validation + Publication Report	產生單次模擬與軟體發布驗證報告
研究工作流程	Research Workflow	檢視或編輯 MDP（molecular dynamics parameters）內容與執行腳本
關於 + 授權	About + Licenses	查看軟體資訊、第三方授權、聯絡方式與介紹網頁

當視窗尺寸不足以完整顯示內容時，各主要頁面會提供捲動功能。使用者可以縮小視窗，並利用水平或垂直捲軸查看完整欄位與按鈕。

1. PDB + 3D 檢視 + 前置檢查（PDB + 3D View + Preflight）：

1.1. 此頁面用於載入蛋白質結構、確認初始複合體狀態、檢視輸入模型，以及在產生 GROMACS 專案前執行結構前置檢查。

Language / 語言

從下拉選單中選擇 English 或 繁體中文，以切換介面顯示語言。大多執行過程不提供中文版本。

1.2. PDB 檔案操作區

中文名稱	英文名稱	說明
載入 PDB 檔案	Load PDB files	開啟檔案選擇視窗，載入 .pdb 或 .ent 格式的蛋白質結構檔案。可一次選取多個檔案。
移除選取項目	Remove selected	從已載入清單中移除目前選取的蛋白質單位。移除後會重新整理 3D viewer 與前置檢查結果。（在下方的「已載入 PDB 檔案」選取要移除的蛋白質）
已載入 PDB 檔案	Loaded PDB files	顯示目前載入的蛋白質單位名稱、原子數與殘基數。

載入一個包含多條 chain 的 PDB 檔案：

若單一 PDB 檔案中包含多條蛋白質 chain，EvoS MD 會將不同 chain 視為獨立蛋白質單位，並在 3D viewer 中使用不同顏色顯示。這適合處理已完成 docking 或已知複合體結構的 PDB 檔案。

1.3. 初始狀態模式（Initial pose mode）

決定載入的蛋白質在產生 project 前是否保留原始相對座標，或由軟體自動重新排列。

中文名稱	英文名稱	說明
自動分開排列，僅供探索用途	Auto separated (exploratory only)	將蛋白質彼此拉開，以觀察分離狀態或測試 viewer；不適用於正式複合體穩定性研究。
近距離排列，僅供探索用途	Near-contact (exploratory only)	將蛋白質移至接近位置，用於介面操作測試或探索性模擬；不代表真實結合姿態。
保留原始座標，研究工作流程	Keep original coordinates (research workflow)	保留輸入 PDB 中的相對位置；正式研究用途應使用此模式。

1.4. 排布與前置檢查按鈕（Arrange and Preflight Check）

中文名稱	英文名稱	說明
自動排布蛋白質	Auto Arrange Proteins	依照目前選取的初始狀態模式重新排列已載入蛋白質。若選擇保留原始座標模式，則維持 PDB 原始位置。
執行前置檢查	Run Preflight Check	檢查已載入 PDB 是否存在可能阻擋 GROMACS project 產生或正式研究流程的問題。

1.5. 3D 檢視器（3D Viewer）

3D viewer 用於檢視輸入的蛋白質、GROMACS 最新結構或完整軌跡。不同蛋白質單位會以不同顏色顯示。

勾選項目

中文名稱	英文名稱	說明
原子	Atoms	顯示蛋白質原子點或原子球體。
骨架	Backbone	顯示蛋白質主鏈走向。
接觸線	Contact lines	顯示不同蛋白質之間的接觸或接近關係輔助線。

接觸線（Contact lines）僅供視覺化檢查。判定界面是否穩定，應搭配結果的距離、接觸數與 native contact fraction 等分析結果。

1.6. 樣式

中文名稱	英文名稱	說明
骨架軌跡	Backbone trace	以主鏈線條觀察蛋白質形狀與相對位置。
球棍模型	Ball-and-stick	以原子球體與連接方式觀察局部原子配置。
近似外形包絡	Approximate envelope	以較簡化方式查看蛋白質整體外形與相對位置。
原子模式	Atoms	主要以原子球體觀察結構。

1.7. 軌跡檢視

中文名稱	英文名稱	說明
連續交互作用檢視	Continuous interaction view (no-jump; dissociation inspection)	用於觀察蛋白質之間是否維持接近、逐漸遠離或出現明顯分離。
參考蛋白質固定檢視	Reference-anchored view	將參考蛋白質固定後，觀察另一個蛋白質相對於它的位置變化。
對齊構形檢視	Aligned conformation view	將結構對齊後觀察構形變化；不適合作為蛋白質分離距離的直接判斷依據。
結合複合體 cluster 檢視	Bound-complex cluster view (inspection only)	用於檢視 cluster 型態；僅供視覺觀察。

1.8. 檢視器操作按鈕

中文名稱	英文名稱	說明
顯示輸入結構	Show input	返回最初載入的 PDB 結構畫面。
最新 GROMACS 結構	Latest GROMACS structure	載入目前 project 中最新可用的 GROMACS 結構檔案。
載入軌跡	Load trajectory	從目前 project 讀取蛋白質軌跡，並按照 Trajectory view 選項顯示。
播放	Play	播放目前載入的軌跡。播放後按鈕會轉為暫停功能。
暫停	Pause	暫停正在播放的軌跡。
重設視角	Reset view	將 viewer 的觀察角度與縮放重設至預設狀態。

軌跡影格滑桿（Frame slider）

當軌跡已載入時，可手動拖曳至指定影格，查看該時間點的蛋白質位置與構形。

1.9. 前置檢查結果表格

前置檢查完成後，畫面會顯示結果摘要與問題表格。

中文名稱	英文名稱	說明
嚴重性	Severity	顯示該項目屬於 Error、Warning 或 Info。
來源	Source	顯示問題來自哪一個輸入蛋白質或 project 設定。
類別	Category	顯示問題類型，例如 backbone continuity、initial pose 或 reproducibility。
訊息	Message	描述偵測到的狀況。
建議	Suggestion	提供使用者應採取的處理方向。

1.10. 前置檢查結果的顏色意義

顏色	嚴重性	意義
紅色	Error	阻擋研究等級 project 產生與執行，必須先處理。
黃色	Warning	可繼續操作，但使用者應閱讀並記錄其影響。
藍色	Info	載入結果或一般資訊。

2. GROMACS 設定 + 執行（GROMACS Setup + Run）

此頁面用於指定 GROMACS 執行檔（GROMACS executable）、選擇輸出資料夾、設定基本模擬參數，以及啟動模擬。

當欄位數量超過目前視窗高度時，此頁面可向下捲動。

2.1. GROMACS 執行檔（GROMACS executable）設定

中文名稱	英文名稱	說明
GROMACS 執行檔	GROMACS executable	指定要由 EvoS MD 呼叫的 Windows GROMACS executable，例如 gmx.exe、gmx_mpi.exe 或 gmx_d.exe。 GROMACS executable 必須載入 EvoS MD 資料夾裡的 Gromacs.2026.2.Prebuild.Windows.X64.CUDA13.0/bin/gmx.exe 才能執行 GROMACS。

操作按鈕

中文名稱	英文名稱	說明
瀏覽	Browse	手動選擇電腦中的 GROMACS 執行檔。
偵測	Detect	讓 EvoS MD 嘗試偵測已選路徑、軟體內安裝位置或系統環境中的 GROMACS。
安裝 GROMACS	Install GROMACS	若發行套件附帶可安裝的 Windows GROMACS archive，按此按鈕可將其解壓縮並自動偵測執行檔。

相容性說明

EvoS MD v1.0.0 可連接不同 Windows 版 GROMACS執行檔。不同 GROMACS build 是否支援特定 GPU backend、力場資料或分析指令，取決於該 GROMACS build 自身內容。相關 GROMACS 操作與相容性問題，請參考該版本的 GROMACS 官方文件。

2.2. 專案資料夾

當使用者執行新的模擬時，EvoS MD 會在工作空間中建立新的獨立執行資料夾，避免覆寫上一個任務的結果。

例如：

C:/EvoS_MD_Project/

├─ run_20260526_201500/

├─ run_20260526_213040/

└─ run_20260527_093500/

2.3. 力場與水模型

中文名稱	英文名稱	可選內容	說明
力場	Force field	amber99sb-ildn、oplsaa、charmm27、gromos54a7	選擇 GROMACS pdb2gmx 使用的力場。
水模型	Water model	tip3p、spce、tip4p	選擇溶劑水模型。

力場與水模型的選擇必須符合研究目的、蛋白質系統與所使用 GROMACS engine 中實際可取得的 force-field 資料。詳細選擇原則與參數含義，請參考 GROMACS 官方文件與相應力場文獻。

2.4. 物理環境參數

中文名稱	英文名稱	預設值	可設定範圍	說明
溫度	Temperature	310.15 K	250.0–400.0 K	設定模擬使用的溫度參數。
壓力	Pressure	1.0 bar	0.1–10.0 bar	設定模擬使用的壓力參數。
NaCl 濃度（加入的中性 NaCl 鹽對）	NaCl concentration (Added neutral NaCl pairs)	0.030 M	0.00–1.00 M	設定加入系統中的 NaCl 濃度。
KCl 濃度（加入的中性 KCl 鹽對）	KCl concentration (Added neutral KCl pairs)	0.120 M	0.00–1.00 M	設定加入系統中的 KCl 濃度。
水盒邊界距離	Box distance	1.00 nm	0.60–4.00 nm	設定蛋白質與 模擬盒邊界之間的距離。

鹽類欄位說明

EvoS MD 分開提供 NaCl 與 KCl 濃度設定。使用者可依研究條件調整二者數值。軟體不會自動判斷某一濃度組合是否最適合特定細胞環境或蛋白質系統。

2.5. CPU 與 GPU 設定

中文名稱	英文名稱	說明
CPU 執行緒	CPU threads	設定 GROMACS 可使用的 CPU thread 數量。0 時，交由 GROMACS 自行決定 thread 配置。
嘗試 GPU 加速；執行時驗證	Try GPU acceleration (verified at run time)	當選取的 GROMACS build 回報 GPU backend 且電腦具有候選 GPU 硬體時，允許 EvoS MD 嘗試 GPU 模式。

GPU 自動判定方式

當使用者指定 GROMACS 執行檔（GROMACS executable）後，EvoS MD 會讀取該執行檔的版本資訊，判斷是否回報 CUDA、HIP、SYCL 或 OpenCL 等 GPU backend。若偵測到候選硬體，GPU 選項可被自動勾選。

實際執行模擬時，EvoS MD 仍會進行 GPU runtime probe：

若 GPU probe 成功，後續模擬可使用 GPU。

若 GPU probe 失敗，程式會改以 CPU 繼續執行。

實際採用的執行模式會記錄於執行資料夾中的 GPU_RUNTIME_MODE.txt。

2.6. 模擬階段設定

中文名稱	英文名稱	預設值	可設定範圍	說明
能量最小化步數	Minimization steps	5000	100–1,000,000	設定 energy minimization 的步數。
NVT	NVT	100 ps	0–100,000 ps	設定 NVT equilibration 時間。
NPT	NPT	100 ps	0–100,000 ps	設定 NPT equilibration 時間。
正式 MD 模擬	Production MD	1000 ps	0–1,000,000 ps	設定正式 MD 模擬的時間。基本研究等級的設定時間為 100 ns (100000 ps) 以上。
模擬輸出影格數近似值	Approximate number of frames per simulation	1000	1000 或 5000	決定生產軌跡約略輸出的影格數量。
隨機種子	Random seed	20260525	-1 至 2,147,483,647	設定速度產生時使用的隨機種子。

隨機種子使用原則

非負整數：正式研究工作流程建議使用，可記錄並重現該次初始速度設定。

-1：由執行流程產生隨機種子，僅建議用於探索性測試。

2.7. 結構完整性模式（Structure integrity mode）

中文名稱	英文名稱	說明
研究等級完整蛋白質模式	Research-grade intact protein	預設正式研究模式。若偵測到嚴重內部 backbone discontinuity，可能阻擋 project 產生。
探索性 TER gap 自動分段	Exploratory TER gap auto-split	允許將內部 gap 以 TER 分段方式處理；僅適用於探索性操作，不應直接作為完整蛋白質結合穩定性證據。

2.8. 任務與執行按鈕

中文名稱	英文名稱	說明
產生 GROMACS 專案	Generate GROMACS project	根據目前輸入結構與參數，建立獨立專案資料夾、PDB、MDP 與執行腳本，但不立即啟動模擬。
執行 GROMACS	Run GROMACS	建立新的獨立執行資料夾並啟動 GROMACS 模擬。
停止	Stop	停止目前由 EvoS MD 啟動的 GROMACS 執行程序。
新任務／清除	New task / Clear	清除目前載入的蛋白質、檢視器軌跡、圖表、log 與驗證顯示，準備載入下一組 PDB。
開啟專案資料夾	Open project folder	開啟目前專案資料夾。

2.9. 執行狀態與進度顯示

中文名稱	英文名稱	說明
待命	READY	目前沒有模擬正在執行。
執行中	Running...	GROMACS 正在執行分子模擬。
完成	DONE	GROMACS 程序成功完成。
失敗	FAIL	GROMACS 執行失敗，下方會顯示可擷取到的錯誤原因。

進度條	依據 GROMACS 工作流程階段與可讀取的 log 進度更新百分比。
失敗原因框	若 execution 失敗，顯示從 log 中擷取的錯誤摘要。
執行紀錄框	顯示 GROMACS 執行期間的 standard output 與 error 訊息。

進度條為 GUI 依工作流程訊息估算的執行進度，實際模擬完成與否仍應以 GROMACS 程序結束狀態與輸出檔案為準。

3. 結果 + 分析（Results + Analysis）

此頁面用於執行標準分析流程、顯示分析曲線、匯出圖表與資料，以及使用受限制的 GROMACS Analysis Console 執行額外 post-processing 指令。

3.1. GROMACS 結果

A. 結構穩定性（Structural stability）

中文名稱	英文名稱	輸出檔案	說明
複合體 RMSD，對齊後；不代表分離距離	Complex RMSD after fit (not separation)	rmsd.xvg	顯示整體複合體在對齊後的構形偏移。
複合體 RMSF	Complex RMSF	rmsf.xvg	顯示複合體各位置的波動。
複合體迴轉半徑	Complex radius of gyration (Rg)	gyrate.xvg	顯示複合體整體緊密程度相關的時間變化。
蛋白質 SASA	Protein SASA	protein_sasa.xvg	顯示蛋白質溶劑可及表面積（solvent-accessible surface area）隨時間變化。
蛋白質 1 Cα RMSD，自身對齊後，由軌跡計算	Protein 1 C-alpha RMSD after self-fit (trajectory-derived)	protein1_ca_rmsd.xvg	顯示蛋白質 1 自身構形偏移。
蛋白質 2 Cα RMSD，自身對齊後，由軌跡計算	Protein 2 C-alpha RMSD after self-fit (trajectory-derived)	protein2_ca_rmsd.xvg	顯示蛋白質 2 自身構形偏移。
蛋白質 1 Cα RMSF，自身對齊後，由軌跡計算	Protein 1 C-alpha RMSF after self-fit (trajectory-derived)	protein1_ca_rmsf.xvg	顯示蛋白質 1 各 Cα 位置波動。
蛋白質 2 Cα RMSF，自身對齊後，由軌跡計算	Protein 2 C-alpha RMSF after self-fit (trajectory-derived)	protein2_ca_rmsf.xvg	顯示蛋白質 2 各 Cα 位置波動。

B. 界面穩定性（Interface stability）

中文名稱	英文名稱	輸出檔案	說明
以蛋白質 1 對齊後的蛋白質 2 相對位移 RMSD	Partner displacement RMSD after fit to protein 1	ppi_partner_relative_ca_rmsd.xvg	固定蛋白質 1 後，觀察蛋白質 2 相對位置與姿態變化。
蛋白質間最小距離，由軌跡計算	Protein-protein minimum distance (trajectory-derived)	ppi_mindist.xvg	顯示兩個蛋白質之間最接近原子的距離變化。
蛋白質間中心距離，由軌跡計算	Protein-protein center distance (trajectory-derived)	ppi_com_distance.xvg	顯示兩個蛋白質之間的中心距離變化。
界面重原子接觸數 ≤ 0.45 nm，由軌跡計算	Heavy-atom interface contacts <= 0.45 nm (trajectory-derived)	ppi_contacts.xvg	顯示符合距離條件的重原子接觸數變化。
原始界面重原子接觸保留比例，由軌跡計算	Native heavy-atom contact fraction (trajectory-derived)	ppi_native_heavy_contact_fraction.xvg	顯示初始界面接觸在後續軌跡中保留的比例。

C. 模擬品質控制（Simulation quality control）

中文名稱	英文名稱	輸出檔案	說明
溫度隨時間變化	Temperature vs time	temperature.xvg	顯示模擬溫度的時間序列。
壓力隨時間變化	Pressure vs time	pressure.xvg	顯示模擬壓力的時間序列。
密度隨時間變化	Density vs time	density.xvg	顯示系統密度的時間序列。
位能隨時間變化	Potential energy vs time	potential_energy.xvg	顯示位能的時間序列。

3.2. 接觸分析蛋白質選擇

中文名稱	英文名稱	說明
接觸分析蛋白質 1	Contact analysis protein 1	選擇要作為第一個分析對象的蛋白質。
接觸分析蛋白質 2	Contact analysis protein 2	選擇要作為第二個分析對象的蛋白質。

當輸入結構包含兩個以上蛋白質或肽鏈時，使用者必須選定要分析的兩個對象。界面距離、接觸數與 native contact fraction 等衍生結果會依此組合產生。

3.3. 標準分析按鈕

中文名稱	英文名稱	說明
產生分析腳本	Generate analysis script	在目前執行資料夾中產生 run_analysis.bat，但不立即執行。
執行 GROMACS 分析	Run GROMACS analysis	產生並執行標準分析流程；完成後載入軌跡與目前選取結果。
載入選取結果	Load selected result	載入結果下拉選單中目前選取的 .xvg 檔案並顯示於圖表區。
輸出圖表 PNG	Export plot PNG	將目前顯示的分析曲線輸出為 .png 圖片。
輸出資料 CSV	Export data CSV	將目前顯示的分析數據輸出為 .csv 檔案。
輸出 VMD 軌跡 PDB	Export VMD trajectory PDB	將已產生的多模型 PDB trajectory 匯出為 .pdb，供 VMD 等軟體讀取。

輸出 VMD trajectory PDB 需要目前專案資料夾中已存在 md_vmd_pbc_protein_trajectory.pdb 檔案

3.4. 圖表與分析紀錄區

中文名稱	英文名稱	說明
分析圖表	Analysis plot	顯示目前選取的 .xvg 結果曲線。
分析紀錄	Analysis log	顯示分析腳本產生、GROMACS 分析執行、衍生指標計算與結果載入的訊息。

若選取的結果檔案不存在，圖表區會清除先前曲線，並在 Analysis log 中顯示該結果尚不可用，避免使用者誤將前一個結果視為目前指標。

3.5. GROMACS 分析 Console（GROMACS Analysis Console）

此功能提供受限制的 GROMACS analysis command 入口，讓使用者在標準結果選單以外，執行額外的 GROMACS post-processing 指令。

此 console 僅支援分析與軌跡後處理用途，不接受任意作業系統 shell 指令，也不應用來取代完整 GROMACS command-line 工作流程。

Console 操作元件

中文名稱	英文名稱	說明
指令輸入欄	Command syntax/command field	輸入 GROMACS analysis subcommand，例如 energy -f md.edr -o console_temperature.xvg。
選擇輸入／標準輸入文字框	Selection / stdin lines, one response per line (optional)	對需要互動選取 group 的 GROMACS 指令，逐行輸入要傳入的選項名稱。
執行 Console 分析	Run console analysis	執行目前輸入的分析指令（analysis command）。
停止 Console 分析	Stop console analysis	中止正在執行的分析指令。
Console 輸出	Console output	顯示指令執行訊息、錯誤訊息與新增結果檔案資訊。

Console 指令輸入與 Selection / stdin 輸入方式

例如指令欄可輸入 subcommand：

energy -f md.edr -o console_temperature.xvg

部分 GROMACS analysis command 執行時需要使用者選擇 group。此時請將回應內容輸入至 stdin 文字框，每一行代表一次回答，可輸入多行代表多次回答。

例如上述的 energy -f md.edr -o console_temperature.xvg 在 stdin 欄可輸入：

Temperature

3.6. Console 允許的指令

EvoS MD v1.0.0 的 console 僅允許下列 GROMACS analysis 或 trajectory post-processing commands：

指令群組	可使用指令
能量與整體分析	energy、current、polystat、freevolume
RMSD／RMSF 與構形	rms、rmsf、rmsdist、gyrate
距離與接觸	distance、pairdist、mindist、hbond、saltbr
角度與幾何	angle、gangle
主成分與集群	covar、anaeig、cluster
結構與二級結構	dssp、mdmat、sasa
徑向與空間分析	rdf、spatial、vanhove
軌跡處理	select、trajectory、trjconv、convert-trj、filter
動態分析	rotacf、velacc

指令參數、group selection 與結果意義請參考 GROMACS 官方 Command-line reference。

3.7. Console 安全限制

Console 不接受下列 shell operators：

|

&&

||

;

> 

< 

`

3.8. 五個 Console 測試範例

下列測試需在 GROMACS 模擬已完成，且目前專案資料夾中具有 md.tpr、md.xtc 與 md.edr 後執行。

測試目的	指令輸入欄	Selection / stdin 欄	預期結果
溫度曲線	energy -f md.edr -o console_temperature.xvg	Temperature	產生溫度時間序列圖
位能曲線	energy -f md.edr -o console_potential.xvg	Potential	產生 potential energy 時間序列圖
RMSD	rms -s md.tpr -f md.xtc -o console_rmsd.xvg	第一行 Protein；第二行 Protein	產生 RMSD 曲線
迴轉半徑	gyrate -s md.tpr -f md.xtc -o console_gyrate.xvg	Protein	產生 radius of gyration 曲線
最小距離	mindist -s md.tpr -f md.xtc -od console_mindist.xvg	依 Console output 提供的 group 名稱輸入兩個 protein groups	產生 minimum distance 曲線

4. 驗證與發布報告（Validation + Publication Report）

此頁面用於整理模擬檔案、參數、輸出結果與軟體執行環境的驗證資訊。

4.1. 單次模擬驗證

中文名稱	英文名稱	說明
執行驗證檢查	Run validation checks	檢查目前執行資料夾中的參數、必要輸出檔案、模擬長度、結構模式、初始狀態來源與分析結果完整性。
輸出驗證報告	Export validation report	將目前驗證報告輸出為文字檔。
驗證報告框	Validation report	顯示目前執行的驗證內容與警告。

驗證報告會檢查的項目

a. GROMACS project 使用的執行腳本。

b. MDP 與重要輸出檔案是否存在。

c. Production MD 預期時間與分析實際終點時間是否一致。

d. 是否使用完整蛋白質研究模式。

e. 是否保留輸入複合體原始座標。

f. 是否使用明確記錄的隨機種子（random seed）。

g. 軌跡品質檢查（trajectory quality check）是否存在異常警示。

h. 必要分析結果是否均已產生。

i. 衍生指標實作稽核是否通過。

4.2. 軟體發布驗證中心（Software Release Validation Center）

中文名稱	英文名稱	說明
執行發布驗證	Run release validation	產生發布驗證內容並顯示於文字框。
輸出發布驗證套件	Export release validation package	建立 validation package 資料夾，輸出報告、hash manifest 與重要證據檔案。

發布驗證套件內容

輸出的 validation package 可能包含：

SOFTWARE_RELEASE_VALIDATION_REPORT.txt

RUN_VALIDATION_REPORT.txt

RUN_FILE_SHA256_MANIFEST.txt

combined_complex.pdb

topol.top

minim.mdp

nvt.mdp

npt.mdp

md.mdp

run_project.bat

run_analysis.bat

rmsd.xvg

rmsf.xvg

gyrate.xvg

protein_sasa.xvg

ppi_contacts.xvg

ppi_mindist.xvg

ppi_com_distance.xvg

INTERACTION_TRAJECTORY_QUALITY_CHECK.txt

DERIVED_METRIC_IMPLEMENTATION_AUDIT.txt

INITIAL_POSE_PROVENANCE.txt

STRUCTURE_INTEGRITY_MODE.txt

PRECHECK_REPORT.txt

GPU_RUNTIME_MODE.txt

驗證報告的解讀範圍

Validation Center 用於確認：

軟體執行環境可被記錄。

目前 GROMACS 執行檔（GROMACS executable）可執行。

必要執行檔案與分析輸出是否齊全。

GUI 內建 workflow checks 是否通過。

驗證報告不會單獨證明兩個蛋白質在生物體內確實交互作用，也不會單獨保證研究結論足以發表。

5. 研究工作流程（Research Workflow）

此頁面提供較進階的 project 與 MDP（分子動力學參數，molecular dynamics parameters） 管理功能。一般使用者可使用 GROMACS 設定 + 執行（GROMACS Setup + Run）頁面的預設參數完成標準流程；熟悉 GROMACS 的使用者可在此檢視或調整 MDP 內容。

自訂 MDP 前，請確認已理解各項 GROMACS 參數的物理意義、相容性與研究後果；詳細內容請參考 GROMACS 官方 .mdp options 文件。

5.1 操作元件

中文名稱	英文名稱	說明
使用自訂 MDP 文字	Use custom MDP text	勾選後，產生 project 或匯出 command bundle 時，使用此頁面編輯器中的 MDP 內容。
載入目前產生的 MDP 範本	Load current generated MDP templates	依照 GROMACS 設定 + 執行（GROMACS Setup + Run）頁面的目前設定，重新產生並載入各階段 MDP 範本。
重新整理指令預覽	Refresh command preview	重新產生 Windows、Linux 與 analysis script 的文字預覽。
輸出指令套件	Export command bundle	將 MDP 與執行腳本匯出至指定資料夾。

5.2 MDP 編輯器分頁

分頁名稱	說明
minim.mdp	energy minimization 階段的 MDP 內容。
nvt.mdp	NVT equilibration 階段的 MDP 內容。
npt.mdp	NPT equilibration 階段的 MDP 內容。
md.mdp	production MD 階段的 MDP 內容。
Command preview	顯示預計使用的 Windows 執行腳本、Linux 執行腳本與 analysis script。

5.3 輸出指令套件（Export command bundle）

按下 Export command bundle 後，EvoS MD 會將下列檔案輸出至使用者指定的資料夾：

run_project.bat

run_project.sh

run_analysis.bat

minim.mdp

nvt.mdp

npt.mdp

md.mdp

validation_report_template.txt

此功能適合用於：

保存研究使用的實際 MDP 設定。

供其他電腦或 command-line 工作流程參考。

作為研究方法與 reproducibility 記錄的一部分。

6. 關於與授權（About + Licenses）

此頁面顯示 EvoS MD 的開發資訊、聯絡方式、第三方元件授權與軟體介紹網站。

III. 更換不同版本的 GROMACS

EvoS MD 預設綁定的 GROMACS Windows 版本為 Gromacs.2026.2.Prebuild.Windows.X64.CUDA13.0，此資料夾位於 EvoS_MD.exe 原始位置的同一個資料夾中。

要更換不同版本的 GROMACS，也同樣必須是 Windows 支援版本。將下載的其它 GROMACS 版本放置於相同資料夾，在 EvoS MD 的 GROMACS 設定 + 執行（GROMACS Setup + Run）頁面的 GROMACS 執行檔（GROMACS executable）選取特定的 GROMACS 版本的 gmx.exe 檔案，即可操作後續作業。

IV. 典型完整操作範例

以下流程適用於一個已知或已建立初始結合姿態的雙蛋白質複合體。

·步驟一：載入蛋白質結構

開啟 1. PDB + 3D 檢視 + 前置檢查（1. PDB + 3D View + Preflight）頁面。

按下載入 PDB 檔案（Load PDB files）。

選取一個含兩條 protein chains 的 PDB。

確認檢視器（viewer）中不同蛋白質單位顯示為不同顏色。

·步驟二：設定初始狀態

在初始狀態模式（Initial pose mode）選擇：

Keep original coordinates (research workflow)

若輸入檔案已含正確複合體位置，不要使用探索性的自動分開或近距離排列模式。

·步驟三：執行前置檢查

按下執行前置檢查（Run Preflight Check）。

閱讀表格中的 Error 與 Warning。

若存在 Error，請修正結構或設定後重新檢查。

·步驟四：設定 GROMACS

開啟 2. GROMACS 設定 + 執行（2. GROMACS Setup + Run）頁面。

使用瀏覽（Browse）指定可執行的 Windows GROMACS 執行檔（executable），或使用偵測（Detect）。

指定專案資料夾位置。

設定力場、水模型、溫度、壓力、NaCl、KCl、box distance、equilibration 與正式 MD 模擬（production MD）時間。（可參考預設值）

若研究用途需要可重現性，設定明確且非負數的隨機種子（random seed）。

·步驟五：執行模擬

按下執行 GROMACS（Run GROMACS）。

觀察狀態框、進度條與 log。

等待狀態轉為 DONE。（參數數值越高，執行時間越久，例如設定正式 MD 模擬為 10000 ps，以 NVIDIA RTX 3060 為例，可能需要約一天的時間）

若狀態為 FAIL，閱讀 failure reason 與 log 後處理問題。

·步驟六：執行分析

開啟 3. 結果 + 分析（3. Results + Analysis）。

選擇接觸分析蛋白質 1（Contact analysis protein 1） 與接觸分析蛋白質 2（Contact analysis protein 2）。

按下執行 GROMACS 分析（Run GROMACS analysis）。

從 GROMACS 結果（GROMACS result） 選單載入所需曲線。

·步驟七：檢視軌跡

回到 1. PDB + 3D 檢視 + 前置檢查。

在 軌跡檢視（Trajectory view） 選擇：Continuous interaction view (no-jump; dissociation inspection)

按下載入軌跡（Load trajectory）。

使用播放（Play）或 frame slider 觀察蛋白質位置變化。

·步驟八：匯出結果

在 3. 結果 + 分析頁面可輸出：

圖表 PNG。

數據 CSV。

VMD trajectory PDB。

·步驟九：產生驗證報告

開啟 4. 驗證 + 發表報告（4. Validation + Publication Report）。

按下執行驗證檢查（Run validation checks）。

閱讀驗證內容並確認必要結果存在。

按下輸出驗證報告（Export validation report）。

若作為正式發布或方法驗收資料，執行軟體發布驗證中心（Software Release Validation Center） 的驗證與套件輸出。

V. 結果保存與資料管理建議

每一次模擬都會建立獨立執行資料夾。正式研究使用時，建議保存下列資料：

類型	應保存檔案
輸入結構	原始 PDB、combined_complex.pdb
GROMACS 設定	topol.top、minim.mdp、nvt.mdp、npt.mdp、md.mdp
執行腳本	run_project.bat、run_analysis.bat
主要軌跡與系統檔	md.xtc、md.tpr、必要的 trajectory PDB
分析結果	.xvg、輸出的 .csv、.png
工作流程證據	PRECHECK_REPORT.txt、INITIAL_POSE_PROVENANCE.txt、STRUCTURE_INTEGRITY_MODE.txt、GPU_RUNTIME_MODE.txt
驗證資料	validation report 與 validation package

VI. 使用限制與研究解讀注意事項

1. EvoS MD 只能依照輸入結構與 GROMACS 設定執行模擬；它不會自行證明輸入複合體狀態是真實結合狀態。

2. Complex RMSD after fit 主要反映對齊後的複合體構形變化，不應單獨用來判定兩個蛋白質是否分離。

3. 觀察蛋白質界面穩定性時，應同時檢視：

·Partner displacement RMSD after fit to protein 1

·Protein-protein minimum distance

·Protein-protein center distance

·Heavy-atom interface contacts

·Native heavy-atom contact fraction

·軌跡視覺化結果

4. 自動排列蛋白質的探索性模式僅適合介面測試或初步探索。

5. 進行研究用途模擬時，應保存初始狀態來源、force field、water model、MDP、random seed、GROMACS executable version 與必要 replicate 設計。

6. 自訂 MDP、額外 console 分析指令、GPU backend 行為及 GROMACS error message 的詳細說明，請參考 GROMACS 官方文件與相應研究方法文獻。

EvoS MD v1.0.0 介紹與使用說明  |  演化之聲（The Sound of Evolution）