关于蛋白与大柔性配体体系下原子电荷方法选择及模拟报错问题

李西华 · 发表于 Post on 2023-7-27 10:00:11

本帖最后由李西华于 2023-7-27 10:00 编辑

  各位老师好，学生由于课题需要对蛋白与大柔性配体（加氢后原子数>120）组成的三元复合物进行动力学模拟（大概有80组，后续进行比较），因此要对配体的原子电荷进行计算。
  首先，学生选择resp2（0.5）和resp的方法对电荷进行计算，但是可能是原子数过多，自由度太大，优化时很难收敛，于是降低优化标准采用# PM6D3 opt进行计算可行。考虑时间成本，后续单点任务也很难完成，查询相关贴子后发现大家的配体原子数很少有超过100的，遂放弃采用半经验方法。
  于是，走老路降低准确性，用Antechamber的AM1-BCC方法进行计算，大概1小时左右算完。后续以sobtop网站教程例二的方法，将计算的mol2文件得到itp，top，和gro文件。但不知何缘故nvt平衡时开始报错，扩大盒子后又可运行，但最后md时仍报错（部分复合物可运行，如1.pdb而2和3.pdb复合物就不行，但学生不知原因。检查崩溃原因排除结构异常和能量最小化问题，学生怀疑是电荷问题。

之后将配体的pdb文件用Avogadro转化为mol2文件，得到其原子电荷后再进行模拟，全程未有报错，在200ns模拟中也未有异常波动，结构正常。

因此，学生有几点疑惑。
1.对于大量的大分子柔性配体计算原子电荷只能考虑半经验方法吗？是否其超出resp2（0.5）和resp的方法适用范围了？
2.AM1-BCC方法计算得到的原子电荷是否不适用大分子柔性配体？而Avogadro转化得到的原子电荷使用什么方法计算得到的呢？
3.针对大分子柔性配体的原子电荷计算，除以上三种方法外，还有更加合适的方法吗？

以下是部分配体结构图和文件

对应1.2.3pdb文件中配体
其中1可以跑，2.3不行

3.pdb (271.13 KB, 下载次数 Times of downloads: 3)

2.pdb (413.08 KB, 下载次数 Times of downloads: 2)

1.pdb (271.43 KB, 下载次数 Times of downloads: 2)

牧生 · 发表于 Post on 2023-7-27 12:59:25

本帖最后由牧生于 2023-7-27 13:06 编辑

你自己用vmd或者gview打开看看，一眼看出来，明显有不对的地方哦
氢原子根本没加上去，而且连接关系也不对。

李西华 · 发表于 Post on 2023-7-27 13:11:17

老师你看这个，完整的是DS，乱飞的薛定谔，不知道信哪一个了

牧生 · 发表于 Post on 2023-7-27 13:35:26

你是不是手动把配体分子拖到了你想让它去的位置？？

李西华 · 发表于 Post on 2023-7-27 13:41:10

牧生发表于 2023-7-27 13:35
你是不是手动把配体分子拖到了你想让它去的位置？？

没有的老师，我下载就这样，改了文件名而已

sobereva · 发表于 Post on 2023-7-28 01:51:54

一百多原子体系在def-TZVP或6-311G**下算个单点、用Multiwfn算RESP电荷，对于>20核的双路服务器来说根本不算什么事。小几百原子范围对于有稍微像样的双路服务器的情况来说都没有困难。

李西华 · 发表于 Post on 2023-7-28 09:04:22

谢谢sob老师回复，学生是在笔记本上计算的（i7-13700h），有点慢，后面尝试用学校的服务器试试

MercuryLamp · 发表于 Post on 2023-7-28 09:53:54

本帖最后由 MercuryLamp 于 2023-7-28 10:07 编辑

sobereva 发表于 2023-7-28 01:51
一百多原子体系在def-TZVP或6-311G**下算个单点、用Multiwfn算RESP电荷，对于>20核的双路服务器来说根本不 ...

老师，像计算这种小几百原子的RESP电荷，需要先用比较高的级别（比如您提供的RESP懒人脚本中B3LYP/def2SVP）进行结构优化吗？可以简单地预优化（xtb或其他一些半经验方法）后，用B3LYP-def2TZVP这种较高级别算单点，再用Multiwfn算RESP电荷吗？

我目前在算一个307原子的树枝状聚合物分子核心部分(只含C,H,O)的RESP电荷，gaussian使用B3LYP/def2SVP进行结构优化感觉比较耗时（使用的是7R32的48个核），即使采用您这篇博文（量子化学计算中帮助几何优化收敛的常用方法，http://sobereva.com/164）中提到的一些方法，仍然比较难收敛。

sobereva · 发表于 Post on 2023-7-28 13:55:43

李西华发表于 2023-7-28 09:04
谢谢sob老师回复，学生是在笔记本上计算的（i7-13700h），有点慢，后面尝试用学校的服务器试试

做理论计算的都是默认有个双路服务器的，个人笔记本/PC的情况完全不足以说明 “xxx方法算不动”

sobereva · 发表于 Post on 2023-7-28 13:58:00

MercuryLamp 发表于 2023-7-28 09:53
老师，像计算这种小几百原子的RESP电荷，需要先用比较高的级别（比如您提供的RESP懒人脚本中B3LYP/def2SV ...

B3LYP/def2-SVP已经算很便宜了。实在迫不得已可以用半经验级别的方法，但得是明显算不动的，否则说不定审稿人问你凭什么不用DFT优化

先用半经验级别预优化，然后B3LYP-D3(BJ)/def2-SVP（必须带色散校正！）用loose收敛限做优化，对于48核服务器不是难事。

MercuryLamp · 发表于 Post on 2023-7-28 14:27:48

本帖最后由 MercuryLamp 于 2023-7-28 14:30 编辑

sobereva 发表于 2023-7-28 13:58
B3LYP/def2-SVP已经算很便宜了。实在迫不得已可以用半经验级别的方法，但得是明显算不动的，否则说不定审 ...

好的，谢谢老师，我再试一下。

我这边是先用xtb进行了预优化，后续使用gaussian和orca进行进一步优化。刚刚发现用orca在B97-3c级别，loose收敛限下进行了优化，结果已经收敛了。而用gaussian在B3LYP-D3(BJ)/def2-SVP级别，loose收敛限下优化了两天多仍未收敛(虽然看能量，力和位移等趋势是下降的，但感觉有点慢)，我能否用orca优化好的结构来计算RESP电荷呢（因为我看用orca计算RESP电荷的懒人脚本中优化也是用的这个级别）？

sobereva · 发表于 Post on 2023-7-28 15:34:51

MercuryLamp 发表于 2023-7-28 14:27
好的，谢谢老师，我再试一下。

我这边是先用xtb进行了预优化，后续使用gaussian和orca进行进一步优化 ...

可以

Gaussian里柔性大体系优化建议带gdiis

MercuryLamp · 发表于 Post on 2023-7-28 15:55:42

本帖最后由 MercuryLamp 于 2023-7-28 16:11 编辑

sobereva 发表于 2023-7-28 15:34
可以

Gaussian里柔性大体系优化建议带gdiis

好的，谢谢老师的建议

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