如何用gromacs辅助确定超分子的结合方式

JCenter

卢老师，我通过Packmol程序往盒子里填充了10个葫芦脲和10个质子化的1，6-己二胺以及4200个水分子。通过sobtop程序构建葫芦脲和己二胺的基于GAFF力场的拓扑文件，葫芦脲和质子化己二胺的RESP2(0.5)原子电荷是在B3LYP-D3(BJ)/DEF2TZVP级别下得到的，水分子模型采用SPC/E三点水模型。通过gromacs程序，经过能量最小化，heatNPT(1ns)后，在产生相MD过程中采用NPT(298K,1bar)跑了200ns（这个时间也算比较长的了），通过查看轨迹，结果是质子化胺基仅与葫芦脲端口结合，但质子化己二胺无法进入葫芦脲的空腔。事实上，实验过程中已经有很多人证明了质子化的1，6-己二胺在水中会与葫芦脲结合，其结合方式为：质子化的1，6-己二胺进入葫芦脲的空腔（疏水相互作用），两端的质子化胺基分别与端口羰基发生静电相互作用。
1.MD模拟过程中，也是有疏水效应和静电相互作用的，但是为什么即使我跑了200ns,疏水效应(质子化的己二胺进入葫芦脲空腔)依旧无法实现呢
2.之前有人建议我，构建模型时就建立质子化的己二胺在葫芦脲空腔中的结构，再去跑MD模拟，而不是用packmol随机填充，但是这样的方式，感觉像是在确定了结合的方式后才构建模型去跑MD。而我希望的是通过随机填充的方式，在跑完MD后去辅助确定两者的结合方式。不知道有啥方法可以实现呢，减小原子的半径或者其他的，不然实验中能证明进入葫芦脲空腔的分子，跑MD时，按照我的方式其疏水效应根本体现不出来，根本进入不了空腔。

sobereva

光贴mdp没用，>95%的这类问题都在拓扑文件上。完全不理解怎么老有人把mdp的地位看得比拓扑文件重要得那么多，决定相互作用势的信息主要都是体现在拓扑文件里的

“构建模型时就建立质子化的己二胺在葫芦脲空腔中的结构” 也可以尝试，起码可以用于检验一下当前的相互作用势和体系模型是否确实能维持住超分子形成的状态。倘若这都无法满足，怎么跑动力学也不可能出现自发组装。

JCenter

sobereva 发表于 2024-3-11 07:22
光贴mdp没用，>95%的这类问题都在拓扑文件上。完全不理解怎么老有人把mdp的地位看得比拓扑文件重要得那么多 ...

1.老师，您说的对，之前确实总觉得是mdp文件的问题，非常感谢您指出我的问题，学生受益匪浅。现在我已经将相关的gro文件,top文件以及mdp文件放置在file.zip压缩包中，重新更新了该贴。也非常感谢老师您在百忙之中可以有时间检查和指导该拓扑文件中可能存在的问题。（ps附注:对于葫芦脲、质子化的己二胺，其拓扑文件以及RESP2(0.5)电荷都是在单独分子的情况下分别通过Sobtop程序和Multiwfn程序计算得出的）
2.非常感谢老师的指导。“构建模型时就建立质子化的己二胺在葫芦脲空腔中的结构” 这个策略学生今天已经尝试，其结果是：在初始模型构建时将质子化己二胺置于葫芦脲空腔，RESP2(0.5）原子电荷和每个分子的itp文件均未改变,相互作用函数等也未变-依旧是LJ相互作用。在跑了20ns后，葫芦脲包合质子化的己二胺结构稳定存在，如图所示。但是，学生想做却无法解决的是：通过MD让其自发组装成与实验结果一致的超分子结构，而非通过预先构建超分子结构模型的方式。

sobereva

JCenter 发表于 2024-3-11 10:23
1.老师，您说的对，之前确实总觉得是mdp文件的问题，非常感谢您指出我的问题，学生受益匪浅。现在我已经 ...

看上去是NH3+和葫芦脲外部氧原子的作用太强，导致没法进一步深入插进去

可以尝试修改己二胺、葫芦脲的比例，或者同时加入更多数目，或者跑更长时间，以及尝试增加温度以加速采样

还应当考虑己二胺在水中很大一部分未必是两个氨基同时质子化的。因为一个质子化之后，由于NH3+的静电互斥作用，会导致另一个氨基没那么容易再结合一个质子。因此可以尝试加入只质子化了一个氨基，或者都没质子化的己二胺

JCenter

sobereva 发表于 2024-3-12 08:57
看上去是NH3+和葫芦脲外部氧原子的作用太强，导致没法进一步深入插进去

可以尝试修改己二胺、葫芦脲的 ...

非常感谢卢老师的建议和指导

tjuliuxue

请问己二胺 葫芦脲的模型是用什么软件构建的

JCenter

tjuliuxue 发表于 2024-11-16 17:58
请问己二胺 葫芦脲的模型是用什么软件构建的

gaussview,或者chem3D都可以

tjuliuxue

JCenter 发表于 2024-11-18 00:03
gaussview,或者chem3D都可以

谢谢