模拟含有碳酸根的水溶液报错，残基间有不正常的bond

牧生 · 发表于 Post on 2024-7-3 21:33:14

本帖最后由牧生于 2024-7-5 09:58 编辑

最近几天遇到一个极为简单，但我又没辙的问题，溶液中含有碳酸根，模拟过程必然报错。

第一步：GV画出碳酸根，存mol2格式，使用懒人脚本计算RESP电荷，并使用sobtop得到itp文件

CO3.itp (1.74 KB, 下载次数 Times of downloads: 4)

第二步，使用packmol建立盒子，并填满水

tolerance 2.0
output mix.pdb
add_box_sides 1.2
filetype pdb

structure CO3.pdb
number 50
inside box 0. 0. 0. 60. 60. 60.
end structure
structure NA.pdb
number 100
inside box 0. 0. 0. 60. 60. 60.
end structure

填满水
gmx solvate -cp mix.pdb -o mix.gro -p topol.top

第三步，做能量极小化，此时就提示

Energy minimization has stopped, but the forces have not converged to the
requested precision Fmax < 100 (which may not be possible for your system).
It stopped because the algorithm tried to make a new step whose size was too
small, or there was no change in the energy since last step. Either way, we
regard the minimization as converged to within the available machine
precision, given your starting configuration and EM parameters.

使用vmd打开得到的gro文件，

我也看不出有什么很异常的问题啊。

我预计是碳酸根的itp有异常，但我又看不出来具体有什么问题
所有的输入文件都在压缩包内，请帮忙看一下。

tjuptz · 发表于 Post on 2024-7-5 15:36:22

牧生发表于 2024-7-5 10:40
我知道是电荷作用太强导致的问题。如果我把碳酸根的电荷改的的接近0，实际上是可以不报错顺利跑完的。。
...

可能在实际化学环境中也不是整数的化学计量的电荷，因为离子也不是孤立存在的。所以之前楼上说很多溶液里离子也有系数调整对你的可能也适用啊，不一定是resp的问题，可能需要结合跟负离子电中和的物种结合来考虑

牧生 · 发表于 Post on 2024-7-5 10:40:52

sobereva 发表于 2024-7-5 10:26
用resid 1 6035就能看到下图，是H...O的静电作用太强导致距离较近，判断出了键导致提示unusual bond

我知道是电荷作用太强导致的问题。如果我把碳酸根的电荷改的的接近0，实际上是可以不报错顺利跑完的。。
但这样，电荷就是不合理的了。

疑问在于：RESP电荷必然是很好的，以前我跑任何溶液体系都很正常（有机物小分子体系，各种酸根离子的体系），但唯独含有碳酸根的体系，用了RESP电荷反而不行，这是为何？

sobereva · 发表于 Post on 2024-7-5 10:26:03

用resid 1 6035就能看到下图，是H...O的静电作用太强导致距离较近，判断出了键导致提示unusual bond

低调的板凳 · 发表于 Post on 2024-7-5 10:13:30

牧生发表于 2024-7-4 18:39
能量极小化以后，的确是可以进一步跑NPT的，但是跑几十ns以后，就很容易出现报错，就停止了。

会不会是算的太准了

毕竟碳酸钠的碱式水解挺多的。。。你这浓度算了下大概0.35mol/L，理论上会有差不多2.5%的碳酸根应该是碳酸氢根的形式。
实际碳酸根-碳酸氢根的平衡就是和水交换氢来着。而模拟只能接近不能反应，不然就报错。

牧生 · 发表于 Post on 2024-7-5 09:57:22

sobereva 发表于 2024-7-5 08:43
你的压缩包里没有gro文件

已经在1楼更新了压缩包，里面包含能量极小化前后的gro文件。。

sobereva · 发表于 Post on 2024-7-5 08:43:32

牧生发表于 2024-7-4 08:30
已经试过了，跑真空下碳酸根没问题，跑真空下碳酸根和钠离子没问题，但一旦碳酸根和水放一起跑，就必然Un ...

你的压缩包里没有gro文件

牧生 · 发表于 Post on 2024-7-4 18:39:36

低调的板凳发表于 2024-7-4 17:31
打开gro文件查看了一下，几对异常成键的例子里，大部分都是O原子和水的H原子距离过近，看了几个有1.33埃 ...

能量极小化以后，的确是可以进一步跑NPT的，但是跑几十ns以后，就很容易出现报错，就停止了。

低调的板凳 · 发表于 Post on 2024-7-4 17:31:02

牧生发表于 2024-7-4 14:50
改成cg以后，跑em似乎没问题，但打开跑完得到的gro文件，照样Unusual bond

打开gro文件查看了一下，几对异常成键的例子里，大部分都是O原子和水的H原子距离过近，看了几个有1.33埃的，1.32埃的，1.35埃的，被VMD判断为可能成键了。但是如果往后进行后续的预平衡后能松散开，也能接受吧

slxc920113 · 发表于 Post on 2024-7-4 16:36:47

牧生发表于 2024-7-4 16:04
谢谢，正常跑起来了，没有任何异常，但这个似乎是针对碳酸钙固体里面的参数。如果当做碳酸根离子来用，离 ...

很多溶液的模拟用的力场也是会对电荷加系数的，比如Madrid-2019力场

牧生 · 发表于 Post on 2024-7-4 16:04:32

本帖最后由牧生于 2024-7-4 16:07 编辑

slxc920113 发表于 2024-7-4 15:24
试试这篇文献里面的CO3的参数呢，电荷加了系数，不是-2。

谢谢，正常跑起来了，没有任何异常，但这个似乎是针对碳酸钙固体里面的参数。如果当做碳酸根离子来用，离子的电荷不是-2，这就不太合理啊。

我很疑惑为什么RESP电荷就不行呢

slxc920113 · 发表于 Post on 2024-7-4 15:24:22

试试这篇文献里面的CO3的参数呢，电荷加了系数，不是-2。

xiao2011.pdf (3.95 MB, 下载次数 Times of downloads: 19)

CO3.itp (1.42 KB, 下载次数 Times of downloads: 16)

牧生 · 发表于 Post on 2024-7-4 14:50:15

低调的板凳发表于 2024-7-4 14:17
试了一下integrator = steep 改cg就能pass，你可以试下。。。不确定后续有没有问题

改成cg以后，跑em似乎没问题，但打开跑完得到的gro文件，照样Unusual bond

低调的板凳 · 发表于 Post on 2024-7-4 14:17:23

试了一下integrator = steep 改cg就能pass，你可以试下。。。不确定后续有没有问题

牧生 · 发表于 Post on 2024-7-4 13:31:59

七尺贱发表于 2024-7-4 13:26
那你也加了2倍数量的阳离子了嘛

加了的，如下是packmol执行的

tolerance 2.0
output mix.pdb
add_box_sides 1.2
filetype pdb

structure CO3.pdb
number 50
inside box 0. 0. 0. 60. 60. 60.
end structure
structure NA.pdb
number 100
inside box 0. 0. 0. 60. 60. 60.
end structure

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