羧基在MD模拟中与Fe(III)结合后无法维持平面

nku_linz

含羧基的简单有机小分子在MD过程中与三价铁离子吸引结合，羧基平面无法维持，出现异常扭曲，如图。

猜测可能improper项不足以维持羧基平面，当前impropers如下：

[ dihedrals ] ; impropers
; atom_i  atom_j  atom_k  atom_l  functype  phase (Deg.)  kd (kJ/mol)  pn
    2       3      28      11         4       180.000       4.60240    2     ; O-O-C-C, guess (same as GAFF X -X -ca-ha)


而基于glycam力场的糖醛酸与三价铁离子结合则仍能维持羧基平面，因此参照修改为如下：

[ dihedrals ] ; impropers
; atom_i  atom_j  atom_k  atom_l  functype  phase (Deg.)  kd (kJ/mol)  pn
    2       3      28      11         4       180.000       43.93200    2     ; O-O-C-C, guess (same as GAFF X -X -ca-ha)


模拟后仍发现羧基平面发生变形，想请教还能如何调整？是否有可能此处羧基两个氧原子带负电荷过多的原因？

sobereva

尝试不设原子电荷，以及只算不包含Fe的阴离子看看什么情况

二面角、angle项都可能对此产生影响

nku_linz

sobereva 发表于 2024-4-4 16:25
尝试不设原子电荷，以及只算不包含Fe的阴离子看看什么情况

二面角、angle项都可能对此产生影响

老师，您好！尝试了下，不包含Fe阴离子情况下，羧基能维持平面。不使用RESP电荷，而是直接用Openbable产生的GASTEIGER电荷（此时羧基两个氧原子电荷为-0.5492）进行MD模拟也不会使羧基平面变形。

如果仍然想要用更适合GAFF力场的RESP电荷进行MD，只能通过调整二面角和angle项了吗？或者在计算RESP电荷时让羧基不那么负？

nku_linz

sobereva 发表于 2024-4-4 16:25
尝试不设原子电荷，以及只算不包含Fe的阴离子看看什么情况

二面角、angle项都可能对此产生影响

在您的博文http://sobereva.com/441里看到，氨基酸的羧基氧原子电荷为-0.796419，此外GLYCAM力场中给出糖醛酸残基的羧基氧原子电荷为-0.818000。推测我这里计算出来的O原子电荷太负了（-0.97638455）。可否通过限制性计算一个RESP电荷？博文里提到约束了分子整体电荷为-1，COO部分为-0.9，想请教一下，这个COO部分的约束以什么为依据才合理？

sobereva

nku_linz 发表于 2024-4-5 18:51
在您的博文http://sobereva.com/441里看到，氨基酸的羧基氧原子电荷为-0.796419，此外GLYCAM力场中给出糖 ...

-0.9没有什么特殊的理由，只是举个例子。这个值体现羧基近乎带一个负电荷，但负电荷又不是完全100%定域在羧基上。
-0.81、-0.97的差异按理说不至于能造成结构层面出现显著不同。你也可以尝试带着Fe（III）计算拟合静电势电荷看看情况