展示下利用ChemCrackX结合xtb对各种复杂实际分子进行构象搜索——第二弹

Hugo_314cat

ChemCrackX是个人在2024年2月份开始开发的一个综合性计算化学辅助工具包，旨在用尽量少的人力去做尽量多的活儿。目前CCX还在不断地开发和调试当中。

第一弹的网址：http://bbs.keinsci.com/thread-51482-1-1.html ，重点展示了些具有对称性的分子的构象搜索。这个帖子展示一些实际分子的构象搜索，配置和前文一样，是在个人笔记本的i5上用12线程跑的。
可以看出，对于复杂的分子，ChemCrackX可以在非常可观的时间内获得非常漂亮的结果，足够作为DFT计算的初猜了。
这个功能对于小分子来说很没有必要，对于没什么特别之处的小分子CCX结合xtb做单线程运算差不多一两分钟就完事了。
跑模拟的过程、参数等暂不透露。

AMP

蔗糖


GTP

瑞德西韦（前四个都是远端碳链变来变去，放出来没啥意思。）

NADPH

FAD


分子内相互作用里面个人比较喜欢展示氢键，因为氢键在生物学分子里比较广泛，展示毫不费力，受众也多。别的相互作用做展示还得特地再去算一遍波函数。

wzkchem5

有没有和molclus、CREST、ORCA的GOAT模块的搜索速度和构象ensemble完整度做过比较？

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精度如何？

Hugo_314cat

wzkchem5 发表于 2025-2-15 17:39
有没有和molclus、CREST、ORCA的GOAT模块的搜索速度和构象ensemble完整度做过比较？

目前先尝试了下GOAT模块去做AMP的构象搜索，不过我并不清楚我以前做了什么以至于我的Windows系统和msmpi水火不容，所以我在笔记本上单跑ORCA只能跑串行版本(同一个CPU)。版本号是6.0.1，输入文件抬头是!XTB2 GOAT，初始构象是随机抽取的。在第一轮GOAT大迭代之后(单线程耗时30min，12线程下估计耗时150s；从OUT文件得知有8个子任务，每个子任务分配了37个结构)得知他已经找到了最低能量构象(通过与CCX的计算结果对比确认)，在第三轮大迭代之后提示收敛(总耗时6528.42 s)。

对于构象ensemble的完整度，这里举AMP为例。CCX给出的能量分布(单位为Hartree)：

GOAT给出的能量分布：

对比发现CCX在能量比较高的地方的模拟采样是不全的，这和预期是相符的。另外在找到minimum的时候也会漏掉某些低能量的构象，可能是图快的代价？要跑出比较靠谱的ensemble的话我可以尝试把收敛要求调高再做尝试，耗时肯定会翻几倍，不过也算值得。做对比的话也可以参照这幅图，更清晰些（我拿无效数据填充了CCX的结果后画的图）：

tonganlhy

windows的orca是用msmpi的，不是用openmpi

Hugo_314cat

tonganlhy 发表于 2025-2-15 21:32
windows的orca是用msmpi的，不是用openmpi

[捂脸]感谢纠正！因为是三年前的事儿了，我也忘了具体叫啥名字了。

tonganlhy

这些个程序用的mpi都不一样，很烦。像molpro就用intelmpi，需要分别配置。

Hugo_314cat

进一步做了些对比研究，目前可以得出结论：这个小功能并不能完全替代正式的构象搜索(尤其是那种势能面完全无法直视的分子)，但是有机会为构象搜索提供显著的加速。