关于力场参数拟合的问题

退休老干部 · 发表于 Post on 2022-6-16 13:05:36

我想请问一下各位老师，就是一般分子力场参数都是根据量化计算或者实验的参数拟合的，
1.量化计算的环境是真空，那和水之间的相互作用又是如何考虑的呢？我看有的体系没有考虑和水之间的相互作用，有些是考虑了的，这是一般取决于什么？
2.我有点不理解一般实验的环境好像也不是水溶液环境，那为啥力场要拟合实验参数呢？最后还是用的水溶液环境跑的MD，这样跑出来的结果和实验有可比性吗？

fhh2626 · 发表于 Post on 2022-6-16 15:10:59

本帖最后由 fhh2626 于 2022-6-17 14:42 编辑

1、一般而言拟合力场都要考虑水环境的（比如CHARMM电荷拟合的是小分子和水的相互作用能，Amber电荷采用HF/6-31G*下的RESP就是为了经验性的考虑水环境），如果你看到不考虑水环境的力场拟合文献，那可能是有特殊用途，也有可能是作者没有考虑严谨
2、MD模拟大多数情况下对象都是生物体系，显然是水环境

退休老干部 · 发表于 Post on 2022-6-16 20:53:04

fhh2626 发表于 2022-6-16 15:10
1、一般而言拟合力场都要考虑水环境的（比如CHARMM电荷拟合的是小分子和水的相互作用能，Amber电荷采用HF/6 ...

1.难道体系和水的相互作用只有静电吗？不还是会有范德华吗？
2.可是实验不是水环境啊，但是还是MD结果还是会和实验做对比

fhh2626 · 发表于 Post on 2022-6-17 14:49:35

退休老干部发表于 2022-6-16 20:53
1.难道体系和水的相互作用只有静电吗？不还是会有范德华吗？
2.可是实验不是水环境啊，但是还是MD结果还 ...

不太懂你的意思，不管静电还是范德华都是考虑水的贡献的

实验做不做水环境那是做实验的人设计的啊。。。

sobereva · 发表于 Post on 2022-6-17 16:32:38

水的作用，通过实际模拟时用的水模型体现，不在拟合成键参数过程中体现。这里的成键参数我是指bond、angle、dihedral那些。另外，成键参数并非都是拟合出来的，比如sobtop（http://sobereva.com/soft/Sobtop）支持的modified Seminario方法是基于量子化学得到的Hessian信息直接算出来的。

至于原子电荷，用于不可极化力场的情况，那是得在量化计算得到波函数过程中就考虑溶剂环境（或者气相下就是，但通过scaled、刻意的误差抵消等方式等效近似体现），下文有充分说明
RESP2原子电荷的思想以及在Multiwfn中的计算
http://sobereva.com/531（http://bbs.keinsci.com/thread-16190-1-1.html）
RESP拟合静电势电荷的原理以及在Multiwfn中的计算
http://sobereva.com/441（http://bbs.keinsci.com/thread-10880-1-1.html）
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）

至于范德华参数，和溶剂没明确关系，具体怎么得到的看具体力场。比如可以模拟纯物质的物理性质尽量和实验数据贴合得到，此时跟溶剂就一点关系也没有。但如果是比如通过贴合实验溶解自由能、溶剂下的rdf等方式来得到参数，那就会和溶剂特征产生相关性。

要分清楚具体是什么力场。基本上只有生物分子力场才默认是专门用于水环境下的模拟（但也有极个别用于非极性有机溶剂、真空下模拟的），这样专为水环境下模拟训练参数的生物分子力场适合模拟水中生物分子的特征，但换了其它溶剂就不太适合或很不适合了。

退休老干部 · 发表于 Post on 2022-6-18 09:57:58

本帖最后由退休老干部于 2022-6-18 10:04 编辑

fhh2626 发表于 2022-6-17 14:49
不太懂你的意思，不管静电还是范德华都是考虑水的贡献的

实验做不做水环境那是做实验的人设计的啊。。 ...

不好意思，是我说的不够明白。我看一些文献里会说平衡键长键角的参数来自x-ray数据，有点疑惑x-ray的环境也不是水吧，能这样直接用吗？键长键角或许受环境的影响不大？容易受影响的是二面角？或许是因为这只是其中一两个参数，并不是很重要，还需要其他参数共同作用？我还看到有些文献里会用力场跑出来的构型和pdb库里的晶体结构做对比，这两者有可比性吗？我有点疑惑。。。。

退休老干部 · 发表于 Post on 2022-6-18 10:02:45

本帖最后由退休老干部于 2022-6-18 10:04 编辑

sobereva 发表于 2022-6-17 16:32
水的作用，通过实际模拟时用的水模型体现，不在拟合成键参数过程中体现。这里的成键参数我是指bond、angle ...

好的，谢谢老师，你说的那几个链接我去看看。我还有一个疑问，是我之前没说清楚，就是我看到一些文献里，用模拟跑出来的构型和pdb数据库里的晶体构型做对比，我疑惑这有可比性吗？

sobereva · 发表于 Post on 2022-6-18 15:07:58

退休老干部发表于 2022-6-18 10:02
好的，谢谢老师，你说的那几个链接我去看看。我还有一个疑问，是我之前没说清楚，就是我看到一些文献里， ...

说清楚具体跑的什么体系

退休老干部 · 发表于 Post on 2022-6-18 15:19:52

sobereva 发表于 2022-6-18 15:07
说清楚具体跑的什么体系

生物体系，就是蛋白质和配体复合物

sobereva · 发表于 Post on 2022-6-19 10:11:39

退休老干部发表于 2022-6-18 15:19
生物体系，就是蛋白质和配体复合物

骨架结构一般都有可比性（除非是构象本来就不稳定的体系，诸如一些小肽）。而侧链原子、体系边缘残基，必定和晶体结构存在一定差异

退休老干部 · 发表于 Post on 2022-6-20 09:51:44

sobereva 发表于 2022-6-19 10:11
骨架结构一般都有可比性（除非是构象本来就不稳定的体系，诸如一些小肽）。而侧链原子、体系边缘残基，必 ...

好的，谢谢老师解答

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