含多于一个小分子的体系使用LigParGen生成OPLS-AA/M拓朴的小技巧

student0618

0. 前言

这帖面向已经有一点GROMACS经验的读者，补充些论坛较少人用的OPLS-AA 力场使用小技巧。

OPLS-AA力场的atomtypes命名为opls_xxx，而很常用来生成OPLS-AA力场下小分子参数的LigParGen会给小分子每个原子新增序号opls_800开始的atomtypes。然而，分开处理多于一个小分子时，同一atomtype的在不同分子实际上可以是代表不同类型的原子，使拓朴不能直接合并使用。以下例子来自两个分子的atomtypes，可见分子1中 opls_811 是氧，分子2中却是氢：

1. ; Molecule 1
   
2.   opls_811  O811    15.9990     0.000    A    3.12000E-01   7.11280E-01
   
3. ; Molecule 2
   
4.   opls_811  H811     1.0080     0.000    A    2.50000E-01   1.25520E-01

复制代码

以下提供一个小技巧处理，不用比较两个分子的拓朴itp逐个序号确认修改。

这帖不讨论服务器用法或是基本Gromacs力场使用，假设读者已经有关于gmx拓朴的基本知识。如何写gmx托朴论坛搜搜便有不少实例。
注意OPLS-AA建议用Multiwfn算电荷覆盖LigParGen给的，详情参考站内相关帖子(连结见 3. 相关资料)，这帖会略过这步。


一、处理方法

假设体系有两个小分子，已经从LigParGen生成拓朴并下载相关gro及itp文件。

• 每个小分子重复以下流程
  
  • 文本编辑器打开下载的itp。文件中 moleculetype 及 resname 一般为 UNK，用容易分辨两个分子的字母组合取代所有的UNK。
  • 寻找及取代所有opls_8xx 为独特的类型，例如分子1的opls_8xx改为opls18xx， 分子2 改为 opls28xx，避免重复。
  • 将改好的atomtypes 原子类型定义复制贴上到oplsaam.ff/ffnonbonded.itp 文件。
  • 删去修改完的小分子itp文件中atomtypes部分。
  • 文本编辑器打开gro取代所有UNK爲先前在itp定义的残基名。
    
• 手写体系拓朴include各力场文件及小分子itp等，常见问题参考 http://bbs.keinsci.com/thread-45783-1-1.html 。
• 用grompp测试拓朴是否正确处理好。
  

二、 结语

以上分享了一个使用LigParGen的拓朴模拟含多于一个小分子体系的小技巧，如有问题请回帖提出。

可见没有特殊原因(e.g. 力场开发作精度比较、严格复现某文献等目的)不要用OPLS-AA 自找麻烦，一般问题用普适的GAFF/GAFF2 甚至CGenFF都比它容易使用多了。

三、 相关资料

• LigParGen https://zarbi.chem.yale.edu/ligpargen/
• OPLS-AA/M for gromacs https://github.com/leelasd/OPLS-AAM_for_Gromacs or https://traken.chem.yale.edu/doc/GMX_OPLSAAM.zip
• 计算适用于OPLS-AA力场做模拟的1.2*CM5原子电荷的懒人脚本http://sobereva.com/585（http://bbs.keinsci.com/thread-21462-1-1.html）