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[GROMACS] 求助低共熔溶剂模拟中遇到的问题

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本帖最后由 xptracy 于 2023-7-29 09:59 编辑

参考文献https://www.sci-hub.ru/10.1016/j.foodchem.2021.131042   
文献主要方法采用Amber(99SB-ildn)力场,使用GROMACS2019.6软件包进行分子动力学模拟分析。在GaussView05中绘制了乙醇、胆碱阳离子(Ch)、氯阴离子(Cl)、苹果酸(MA)、儿茶素等分子或离子的结构,并在B3LYP/6-311G**水平上利用密度泛函理论进行优化。分子或离子的拓扑信息由AmberTools的ANTECHAMBER模块生成。部分电荷采用抑制静电势(RESP)电荷,由Multiwfn计算得到。
      在12nm×12nm×12nm的立方体盒内,Packmol生成了ChCl-MA-水-儿茶素、乙醇-水-儿茶素、水-儿茶素三种不同体系。ChCl-MA盒由750Ch、750Cl、500MA、40分子儿茶素和2850水分子组成;乙醇(50%,v/v)盒由1578个乙醇分子、4974个水分子和40个儿茶素分子组成;水盒由9988个水分子和40个儿茶素分子组成。范德华相互作用和近距离库仑相互作用均采用截止法,截止距离为1.0nm。长程库仑相互作用采用粒子网格ewald(PME)。平衡阶段采用Berendsen法控制1atm压力,生产阶段采用Parrinello-Rahman法控制1atm压力。退火过程处于平衡相,前30ps温度从0升高到338.15K,其余时间保持在338.15K。采用v尺度法控制平衡相和生产相的温度。产生相运行时间为100ns,步长为2fs,并在各个方向施加周期性边界条件。采用Tcl语言的VMD软件包对分子建模过程进行可视化,并对模拟过程进行分析。利用减少密度梯度(RDG)方法,应用Multiwfn分析平均非共价相互作用。

下图为文献中的图片
Supplementary Fig. 3. Solvent accessible surface area (SASA) of catechin molecules in different solvents varied from 0 ns to 100 ns and corresponding average SASA recorded from 40 ns to 100 ns (A-B); Hydrogen bond number between catechin molecules and different solvents varied from 0 ns to 100 ns and corresponding average hydrogen bond number recorded from 40 ns to 100 ns(C-D); intermolecular interaction energy between catechin molecules and different solvents varied from 0 ns to 100 ns and corresponding average intermolecular interaction energy recorded from 40 ns to 100 ns (E-F).

拟参考上述方法,1.构建氯化胆碱-乙二醇-水体系(1:4,40%水),其中加入紫云英苷分子进行模拟。
20*20*20盒子,加入2390个水分子,1000个胆碱阳离子,1000个氯离子,乙二醇4000个,紫云英苷55个。
2.构建70%乙醇体系,加入紫云英苷分子进行模拟。
20*20*20盒子,加入3900个水分子,乙醇3600个,紫云英苷55个。
3.水体系,其中加入紫云英苷分子进行模拟。20*20*20盒子,加入16200个水分子紫云英苷55个。

chlorideanion氯离子
cholinecation胆碱阳离子
ethyleneglycol乙二醇
Astragalin紫云英苷
Ethanol 乙醇

packmol < DESs-mixture.pac
gmx editconf -f DEEs-mixture.pdb -o DEEs-mixture~box.gro -bt cubic -box 20 20 20
gmx solvate -cp DEEs-mixture~box.gro -cs spc216.gro -p topol.top -o water.gro -maxsol 2390
gmx grompp -f minim.mdp -c water.gro -p topol.top -o em.tpr -maxwarn 99
gmx mdrun -v -deffnm em
gmx grompp -f npt.mdp -c em.gro -r em.gro -p topol.top -o npt.tpr -maxwarn 99
gmx mdrun -v -deffnm npt
gmx grompp -f md.mdp -c npt.gro -t npt.cpt -p topol.top -o md.tpr -maxwarn 99
gmx mdrun -deffnm md -v -nt 16 -pin on -gpu_id 0 -cpt 10
gmx sasa -s md.tpr -f md.trr -o area.xvg -or resarea.xvg -oa atomarea.xvg
gmx make_ndx -f md.gro -o index.ndx
0 & ! 5
gmx hbond -f md.trr -s md.tpr -n index.ndx -num number.xvg -ang ang.xvg -life life.xvg -dist hdist.xvg -b 70000 -e 100000



跑了好几次,前面几次是用gmx insert-molecules 插入分子,现在是用packmol,npt.gro看分子和溶剂聚在一起,md后紫云英苷与其他溶剂的氢键在350左右(之前一次是在50左右),把CL离子氢键也算上了,水体系差不多在550左右(之前一次是在200多),70%乙醇介于之间,与文献实验结果有较大差异,文献结果低共熔溶剂氢键数较多,数目也较多。

EF的图是怎么画的?
em后
npt后


md跑完之后的CL离子和紫云英苷

minim.mdp (314 Bytes, 下载次数 Times of downloads: 3) md.mdp (1.9 KB, 下载次数 Times of downloads: 6) DESs-mixture.pac (828 Bytes, 下载次数 Times of downloads: 2) npt.mdp (1.88 KB, 下载次数 Times of downloads: 13) topol.top (2.17 KB, 下载次数 Times of downloads: 4) ethanol.itp (5.2 KB, 下载次数 Times of downloads: 1) ethyleneglycol.itp (5.89 KB, 下载次数 Times of downloads: 1) cholinecation.itp (13.27 KB, 下载次数 Times of downloads: 2) Astragalin.itp (38.62 KB, 下载次数 Times of downloads: 1) CL.pdb (146 Bytes, 下载次数 Times of downloads: 2) md.zip (2.4 MB, 下载次数 Times of downloads: 8)

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发表于 Post on 2024-3-5 19:34:14 | 只看该作者 Only view this author
请问这个GROMACS算起来难吗?我的备选方案是做分子动力学,也涉及低共熔溶剂,但你的帖子看起来好复杂,好怕学不会(因为属于课题很小的一部分不敢浪费时间

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发表于 Post on 2025-9-12 14:18:33 | 只看该作者 Only view this author
请问阳离子和阴离子在高斯中怎么画阿,gaussview06没找到加电荷的地方,高斯中优化的时候溶剂模型选什么呢。另外使用packmol建模的时候,是把在高斯中优化好的结构转成PDB格式作为起始么

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