利用RESP2拟合静电荷时出现SCF不收敛的问题

zjx-leslie · 发表于 Post on 2021-11-30 18:49:40

本人根据“RESP2原子电荷的思想以及在Multiwfn中的计算”一文（http://sobereva.com/531），尝试计算FMN分子的净电荷，分子结构文件从PDB数据库中获取，在利用gaussian16进行第一步的分子结构优化时，出现L502报错，于是根据“解决SCF不收敛问题的方法”一文（http://sobereva.com/61）添加了SCF=novaracc，此时不再出现L502报错，但在经过60步优化后，依然未达到收敛，force，displacement仍然比阈值高一个数量级以上，本人想请教一下，在如下条件下，添加SCF=novaracc是否适用，如果不适用，我需要采用哪种方式修改。

图片为初始结构和log文件数据

以下为输入文件
%chk=opt.chk
%NProcShared=8
%mem=18GB
#p B3LYP/TZVP em=GD3BJ opt SCF=novaracc

niconiconi

0 1
P                27.59400000 5.79900000 27.42800000
O                27.37700000 6.87800000 28.52000000
O                29.02100000 5.61500000 26.92300000
O                26.91700000 4.47700000 27.76300000
C                25.49000000 6.91300000 26.14800000
O                26.86200000 6.28600000 26.09800000
C                24.49300000 5.96100000 25.45400000
O                24.40200000 4.69300000 26.14800000
C                23.10700000 6.54500000 25.23800000
O                22.45200000 6.52800000 26.55100000
C                23.15900000 7.99000000 24.91700000
O                23.88900000 8.06700000 23.58500000
C                21.67100000 8.44200000 24.54500000
C                19.90100000 13.36400000 23.01400000
N                22.29000000 10.61000000 26.08800000
C                22.56200000 11.68000000 26.98700000
O                23.15800000 11.48700000 28.02300000
C                19.25000000 13.55000000 21.76000000
N                22.24800000 12.92000000 26.62100000
C                21.69800000 13.21600000 25.35100000
C                21.39200000 12.13200000 24.62400000
O                21.47200000 14.45100000 25.34100000
C                19.97900000 13.00300000 20.62700000
C                20.79100000 11.25400000 22.28900000
N                20.54400000 12.25800000 23.27800000
C                20.40600000 11.61000000 20.89900000
C                20.61300000 10.50800000 19.95400000
C                20.34600000 10.74300000 18.50200000
C                21.04800000 9.26600000 20.38000000
C                21.13700000 8.09100000 19.49700000
C                21.47600000 9.02800000 21.77500000
C                21.23000000 10.05000000 22.65100000
C                21.74500000 10.86300000 24.84100000
N                21.61500000 9.77100000 24.07200000
C                19.20800000 13.36100000 19.33900000
C                21.33000000 13.86700000 20.56100000
H                25.53220000 7.80530000 25.55910000
H                25.20720000 6.96510000 27.17860000
H                24.90140000 5.80490000 24.47740000
H                23.91340000 4.06720000 25.60840000
H                22.62940000 5.99240000 24.45600000
H                21.60040000 6.96680000 26.48950000
H                23.59150000 8.56200000 25.71110000
H                24.11440000 8.98080000 23.39600000
H                21.11810000 8.42850000 25.46100000
H                21.36720000 7.82210000 23.72750000
H                19.86260000 14.14060000 23.74910000
H                18.30820000 14.04810000 21.66100000
H                21.09930000 10.25720000 17.91760000
H                19.38560000 10.34600000 18.24710000
H                20.36200000 11.79400000 18.30200000
H                21.90350000 7.43470000 19.85280000
H                20.19930000 7.57560000 19.49360000
H                21.37280000 8.40890000 18.50290000
H                21.94700000 8.11680000 22.07950000
H                19.80810000 14.00600000 18.73170000
H                18.98490000 12.46610000 18.79650000
H                18.29650000 13.85910000 19.59570000
H                21.97960000 14.10830000 19.74570000
H                21.72760000 12.89540000 20.35410000
H                20.68140000 14.50390000 19.99660000
H                22.40600000 13.66840000 27.26520000
H                18.73350000 12.59860000 21.88700000
H                27.30460000 4.10330000 28.66450000
H                27.95080000 6.64020000 29.36660000

zjx-leslie · 发表于 Post on 2021-11-30 22:45:54

wzkchem5 发表于 2021-11-30 20:47
PDB解不出氢原子，氢原子是程序自动加的，并不代表实验上真的看见那里有氢。再者FMN的晶体结构也不一定是 ...

好的，非常感谢！

wzkchem5 · 发表于 Post on 2021-11-30 20:47:56

zjx-leslie 发表于 2021-11-30 13:30
谢谢您的回复，我是参照paper里构建的分子，整体电荷为0，亚氨基的氮被认为带一个正电荷，羟基被认为是带 ...

PDB解不出氢原子，氢原子是程序自动加的，并不代表实验上真的看见那里有氢。再者FMN的晶体结构也不一定是在生理pH下得到的。
确认总电荷没问题的前提下，建议优化时考虑溶剂。你现在等于是在真空里算的，所以FMN分子会尽可能地蜷曲自己，来降低能量，一方面导致需要更多步优化才能收敛，另一方面也导致优化得到的构象可能不具有代表性，不能代表真实模拟过程中的构象。sob老师的输入文件只在溶剂不会显著影响分子构象时才适用，对于溶剂会显著影响分子构象的情形，需要灵活变通，在优化时就加溶剂模型

zjx-leslie · 发表于 Post on 2021-11-30 20:30:48

wzkchem5 发表于 2021-11-30 20:15
生理条件下FMN的磷酸根应该是电离的（至少电离一个质子，我估计会电离2个），此外也要检查一下FMN的那个环 ...

谢谢您的回复，我是参照paper里构建的分子，整体电荷为0，亚氨基的氮被认为带一个正电荷，羟基被认为是带一个负电荷，然后磷酸基团也不是主要的研究对象，在对应的PDB文件中，磷酸基团也呈现未解离的状态

wzkchem5 · 发表于 Post on 2021-11-30 20:15:20

生理条件下FMN的磷酸根应该是电离的（至少电离一个质子，我估计会电离2个），此外也要检查一下FMN的那个环系的总电荷。必须把分子的总电荷搞对了，拟合RESP电荷才有意义

zjx-leslie · 发表于 Post on 2021-11-30 18:52:37

后两张图，第一张图是初始机构，后一张图为优化到第60轮的结构

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