对有非标准残基的蛋白质做蛋白质-配体分子动力学

lisanoid · 发表于 Post on 2022-5-27 13:36:56

在21年12月份参加了sob社长的分子动力学与gromacs程序培训班，受益匪浅。之后回来了自己做一些工作，主要是围绕小分子化合物和蛋白质结合（分子对接）和分子动力学模拟（MD）开展的。在做了大概几十个蛋白-配体复合物的MD之后。总体上感觉，以带有非标准残基的蛋白质构建工作最繁琐，正好这次的蛋白质又碰上该问题，就借公社宝地一用，记录一次处理全过程。如果烂尾了，就请版主把此帖删掉。
首先介绍一下问题背景：在使用gromacs做蛋白质的动力学模拟时，主要使用pdb2gmx命令来构建跑MD所需的拓扑文件，但当蛋白质中存在pdb2gmx不能识别的残基时（能识别的残基可以参见gromacs文件夹/share/gromacs/top/residuetypes.dat 中内容），则出现报错。解决该问题的中文教程，目前比较全面的有李老师博文，以及知乎上天津大学supernova的Fmoc残基生成教程。以及社长在论坛中发布的部分帖子。记录不太详细，工作繁琐，而且经常报错，没有什么简单可靠的方法。
根据之前的非标准残基处理经验，主要内容参考http://sobereva.com/soft/Sobtop/ 中的FAQ5 ，我把这块工作分了几步，分别是：（1）裁剪残基，封装后形成新分子，做优化和振动分析；（2）用波函数分析软件multiwfn计算resp电荷（http://sobereva.com/441）；（3）用multiwfn创建残基的rtp文件（4）根据残基结构裁剪rtp文件（5）把文件整合进gromacs相应文件中，在gromacs中做pdb2gmx处理生成蛋白质拓扑文件；（6）报错及修复过程（7）MD后续及结果分析
本帖拟分步记录处理过程，由于本人水平较低，处理过程出现了问题，正好请社长和多多指教。

tptp · 发表于 Post on 2025-8-29 01:52:17

你好，我认为第三步不太合理。第三步的时候用sobtop“4 Same as option 3, but missing ones are arbitrarily guessed”，这样猜参数是不是不太合理？是否应该使用《使用Sobtop超级方便地创建二茂铁的GROMACS的拓扑文件》的方法来做？

tptp · 发表于 Post on 2025-8-29 01:51:11

你好，我认为第三步不太合理。第三步的时候用sobtop“4 Same as option 3, but missing ones are arbitrarily guessed”，这样猜参数是不是不太合理？是否应该使用《使用Sobtop超级方便地创建二茂铁的GROMACS的拓扑文件》的方法来做？

那年冬天风在吹 · 发表于 Post on 2025-4-20 00:12:47

lisanoid 发表于 2022-6-27 20:21
10. 任务的结束和总结
10.1 针对9中的报错处理，与社长请教后，发现是力场问题：使用sobtop处理得到的拓 ...

我也遇到了，不知道为啥会出现这种“sobtop生成拓扑文件后，再用pdb2gmx生成蛋白质topol文件，会出现二面角functype出现两次的问题”

那年冬天风在吹 · 发表于 Post on 2025-4-19 14:16:42

构建rtp文件指认amber原子类型出现 1 atoms do not have atom type currently

jxt · 发表于 Post on 2025-1-3 11:30:25

lisanoid 发表于 2022-5-27 15:19
这次研究的目标蛋白是PRKC 蛋白质pdbID：3IW4。从RCSB网站（https://www.rcsb.org/）下载结构，
采 ...

现在来看最合适确是社长文献中的关键词，反而楼主的不那么合适

SPHK1 · 发表于 Post on 2024-12-27 21:05:48

liu840397562 发表于 2023-11-26 17:07
请问这步只能手动删除这些端基信息吗？ gromacs有无内置功能处理呢，我在网上搜索后没找到特别的答案，特 ...

目前看，手动删除是比较简单直接的方法了。你可以在封端时，把封端基团留到最后加入，这时生成的原子排序中。封端基团的原子也会在最下方，方便你找到和快速删除。

BobXu · 发表于 Post on 2024-11-17 10:56:39

我也手搓了一个赖氨酸乳酰化的rtp和hdb文件，发现了一个大问题，就是在生成的rtp文件中，由于氢原子太多，我把HA， HB，HG，HD，HZ用到了赖氨酸上，但是乳酸上的氢原子不知道如何命名。后来发现生成的rtp文件中，氢原子全部是以H1，H2这样的数字标识的，我就按照赖氨酸的命名方式把rpt文件中的氢原子全部手动修改为HB1，HB2，HG1，HG2这种形式，在乳酸中的氢原子，我又重新定义了HL和HM来分别代表如乳酰羟基碳上的氢和甲基碳上的氢~~~~问了好多，都没回复，手动试一下，没想到成功了。还有一个，我是试了CHARM-GUI生成的文件，但是它生成的不对，无法跑MD，而且CHARM-GUI的乳酸化到最后都变成了LYN，并且报错。

Sam_ · 发表于 Post on 2024-3-11 20:14:12

lisanoid 发表于 2022-6-27 20:25
分别是不含磷酸链nophos，含磷酸肽链withphos，以及配体分子的结构文件

删除磷酸链以后的蛋白肽链就没有这两个非标准残基了吧

dayu8278 · 发表于 Post on 2024-2-7 08:40:29

大佬好，你提到的李继存老师博文能不能分享下

clock1993 · 发表于 Post on 2024-2-4 11:11:44

hongyi166_ 发表于 2022-9-11 19:48
大佬讲的很全面，我基本上同样的问题也都遇到了一遍，只不过我的加入rtp之后出现HIS拓扑文件的缺失，尝 ...

大佬您好，请问您的这个问题解决了吗？最后是怎么处理的？谢谢！

znjnancy · 发表于 Post on 2023-12-8 18:15:30

lisanoid 发表于 2022-5-27 15:19
这次研究的目标蛋白是PRKC 蛋白质pdbID：3IW4。从RCSB网站（https://www.rcsb.org/）下载结构，
采 ...

请问你这个gaussian的L1报错最后如何解决的呢

JohnCase · 发表于 Post on 2023-12-5 19:47:51

lisanoid 发表于 2022-5-29 18:40
3.构建rtp文件
根据sobtop的FAQ5 ，rtp文件生成方法为：然后在Sobtop里载入模型分子的mol2文件，从chg ...

老师您好，请教一下这里选择了“4 Same as option 3, but missing ones are arbitrarily guessed”的话，就不需要让Sobtop基于Hessian算吧？

liu840397562 · 发表于 Post on 2023-11-26 17:07:33

lisanoid 发表于 2022-5-29 19:39
4 rtp文件的编辑
rtp文件生成后，不能直接使用，因为当时生成时是加了甲胺基和乙酰基的，而正常的肽链中， ...

请问这步只能手动删除这些端基信息吗？ gromacs有无内置功能处理呢，我在网上搜索后没找到特别的答案，特来请教以下！

hongyi166_ · 发表于 Post on 2022-9-11 19:48:34

大佬讲的很全面，我基本上同样的问题也都遇到了一遍

，只不过我的加入rtp之后出现HIS拓扑文件的缺失，尝试了一下，发现没有磷酸化的同样蛋白不会出现这个报错，所以又重新调整了rtp文件，主要是改了原本的乙酰基和甲胺基为“-C和+N“，也就是和上下氨基酸残基的联系，然后报错就变成了”需要加入氢键相关部分，也就是ignh对应的需要gmx自己补氢“，再自己编写了hdb文件之后pdb2gmx这部就没有报错了。
现在的报错问题是，当时用乙酰和甲胺基做了两端的封堵后算的resp电荷，现在删掉之后，残基的电荷不是整数了，请问楼主遇到了这个问题嘛？怎么解决呢？

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