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作者:你的笑 发表于 2018-11-26 15:48:19
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怎样在力场文件中找到蛋白中键长键角的信息
比如OPLS力场,aminoacids.rtp给出了蛋白质中成键的信息,但键长键角的具体数值在哪儿呢?
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 楼主| 发表于 2018-11-26 15:48:37 | 显示全部楼层
查到了大牛sobereva的一篇帖子:http://www.google.com.hk/url?sa= ... S3XqqSVlju6UQZDuEBA
感谢sobereva的点拨和辛勤整理!
我把gromacs 4.X后做个狗尾续貂:
查找力场参数的方法
首先gromacs 4.X后的版本力场设置更为简洁,在top文件夹中存放了各个以力场名.ff的文件夹,如opls.ff,charmm27.ff。如果有自己定义的力场,就把相关文件放到XXX.ff目录,然后放在当前目录下,Gromacs就能自动识别了。
接着说XXX.ff目录里的文件,就是力场定义的所有参数都是怎么放的。每个文件夹中文件都很类似,首先都有forcefield.doc,描述这个力场的名称,也就是pdb2gmx时显示出让你选择的;重要的是aminoacids.rtp这个文件,里面包含所有可能的氨基酸的构成。
这里要明确几个概念,原子名称和原子类型,constrain和bond
在pdb中看到的都是原子名称,在每个力场中都有其自己定义的原子类型,每个力场都是根据原子类型来决定哪些原子成键,以及这些原子的范德华和电荷的参数。所以要先找到某个原子在这个力场中的原子类型是什么。要注意的是OPLS力场中有两种原子类型,一种是opls_数字的,一种是类似原子名称的字母形式,这种原子类型是在成键时(如键长、键角、二面角)用到的,所以叫bond_type。对于opls力场来说在aminoacids.rtp中找到要查的原子的原子类型,比如ASP中的羟基COOH。(在pdb中,尽管是全原子的,但羟基中的H也是没有的,而且两个氧原子是等同的,有H的羟基是在ASPH中,其他力场是在ASPP中)找到原子类型后就到ffnonbonded.itp文件中找对应的参数,如范德华半径和电荷等。注意到aminoacids.rtp中也有电荷参数,而且与ffnonbonded.itp文件中对应原子的电荷参数并不一致,这时是aminoacids.rtp的优先级最高,即用到氨基酸中的原子时是按aminoacids.rtp中的定义给原子设置电荷。opls力场的ffnonbonded.itp中第一列是以opls_数字形式定义的原子类型,第二列是以大写字母形式定义的原子类型。在查某个基团成键信息的时候用的是这个大写字母形式定义的原子类型。成键信息都在ffbonded.itp中。所以在找到opls_数字形式的原子类型同时,也要记下大写字母(bond_type)形式定义的原子类型。例如羟基-COOH这四个原子,在pdb中的原子名称分别是CG,OD1,OD2,HD2,对应的原子类型,opls力场中是opls_267,opls_269,opls_268,opls_270,另一种是C,O_3,OH,HO;在charmm36力场中是CD,OB,OH1,H,它们的范德华参数在ffnonbonded.itp中找,电荷参数在aminoacids.rtp中找。成键(如键长、键角、二面角)参数在ffbonded.itp中找。ffbonded.itp中用的都是大写字母(bond_type)形式的原子类型。
如果在mdp文件中设了constraint=all-bonds,则不会按[bondtypes]下面设的参数计算键长,而是把键看出纯刚性的,不管用哪种力场,[bonds]里写了哪些项就约束哪些键。约束方式有LINCS和SHAKE。这样可以节省计算时间,步长可以取到2fs,而设constraint=none的情况下有两种情况:
对于GROMOS96力场来说,用什么参数只取决于grompp时读入的所要研究体系的.top(或者被include的.itp),里面写了哪些力场参数就发挥哪些效果,没有写的力场参数就当作没有(被设为0);对于OPLSAA力场来说,哪些键用哪个力场参数是在grompp时根据原子类型来决定的(类似amber中leap程序的方式),而不像GROMOS96那样在.rtp里面事先定义。OPLSAA力场在所要研究体系的.top(或者被include的.itp)里面只定义有成键项(如键长、键角、二面角),并不直接定义参数,具体数值都在ffbonded.itp定义。
ffbonded.itp文件中[ bondtypes ]部分,前两列是bond_type形式的原子类型,第三列是计算成键所用的函数类型,(通常都是1,简单的弹簧势),第四列b0就是平衡距离,即键长度,单位是nm,kb是弹簧系数,即键强度,单位是kJ/mol/nm2;[ angletypes ]中定义键角参数,常用的也是简谐势,th0是平衡角度,cth就是键角的约束强度,单位是kJ/mol/rad2;[ dihedraltypes ]部分定义二面角的参数,OPLS力场用的是公式3,Ryckaert-Bellemans function,共有6个参数。
在aminoacids.rtp中关于羟基定义了二面角:
CB  CG OD2 HD2 对应到 ffbonded.itp文件中,其参数是CT C  OH HO  26.15000-3.13800 -23.01200 0.00000 0.00000 0.00000
OD1  CG OD2 HD2 对应的参数是HO OH C  O_3  23.01200 0.00000 -23.01200 0.00000 0.00000 0.00000
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