几种生成有机分子GROMACS拓扑文件的工具

yaochuang

sobereva 发表于 2014-12-22 11:15
不用设个数，genbox自动就会把盒子填满，能填多少填多少。

谢谢sob老师，终于搞定了！

kunkun

sobereva 发表于 2014-12-22 11:15
不用设个数，genbox自动就会把盒子填满，能填多少填多少。

sob老师
我在使用packmol建立一个蛋白一半在有机小分子内，一半在水分子内的时候。有了很大的问题。
1 packmol中两相体系中使用的输入文件是xyz。经过这样建模出来的xyz再通过VMD转换回gro时，原子序号都是乱的，用ultraedit编辑也无从下手。一是工作用量太大，2000个有机小分子光是序号就要编很久。但更严重的是这样生成的gro，并没有可以对应的top文件。。不知如何解决。已经尝试过gro2xyz和xyz2gro脚本。xyz文件默认把残基序号打乱了。和gro对不上。
2 尝试使用pdb建模。但是有机层分子通过pdb建立的模型。总体上应用了amber力场后，就不知道怎么怎么把GAFF力场应用到有机层上。amber力场下的坐标和GAFF力场下的坐标不同。itp进去之后，也对不上吧？对于gro和top的一一对应关系仍然很模糊。
3 通过gmx的editconf无法实现蛋白一半溶解在水里，蛋白会呈现周期性。穿过比它小的盒子（穿到底部），使得体系底部附近的水无法填充。尽管使用了-pbc 取消周期性的命令。仍然会出现。
请老师指点指点！

sobereva

kunkun 发表于 2015-1-21 22:52
sob老师
我在使用packmol建立一个蛋白一半在有机小分子内，一半在水分子内的时候。有了很大的问题。
1  ...

top文件自己写就行了，不管有多少个分子，只要include一次那个分子的.itp文件就行了，很简单。

你的做法都不是很理想。最简单的做法就是像一般情况那样，先用editconf围着蛋白建立一个盒子，把里面用genbox全填上水。 然后用VMD读取gro文件，用位置选择功能把一半的水都给去掉，保存成pdb文件（与此同时，把top文件里的水分子数改成相应的）。然后再用genbox对这个pdb文件填满有机分子即可。

kunkun

sobereva 发表于 2015-1-21 23:24
top文件自己写就行了，不管有多少个分子，只要include一次那个分子的.itp文件就行了，很简单。

你的做 ...

谢谢sob老师 我等等再去研究下怎么具体操作vmd。
我还有一个问题，如果在amber+gaff力场下，完成了蛋白的构变，此时如果需要脂类对接。脂的力场，貌似只有amber和charmm有，那我这样选择amber合适么。对接autodock都说自由能很粗糙，那肯定还要做一个蛋白复合物的动力学，此时amber和charmm是两个不兼容的力场。。实验结果也不可靠吧。（这个是gromacs mannal list论坛那里得知，不知是否正确），我看justin的教程也用了dppc的力场，但是做了力场的修改（我猜是应为dppc的参数就是用gromos来拟合的）
还是说我选择gromos力场更合适？（对整体的实验来说）

sobereva

kunkun 发表于 2015-1-21 23:42
谢谢sob老师 我等等再去研究下怎么具体操作vmd。
我还有一个问题，如果在amber+gaff力场下，完成了蛋白 ...

磷脂力场非常多。要考虑两个问题，一个是兼容什么力场，一个是兼容什么程序（否则得自己编写参数或拓扑文件，略麻烦点）。以下是我以前随便写的磷脂力场的总结（如果你在gmx里用amber力场模拟，用slipids为宜）：

Gromos96：rtp本身自带了DPPC参数，结果不好。
CHARMM27及改进版CHARMM36c：专门且常用的膜力场。
Glycam06：支持了少数磷脂分子，非主流。
GAFF：GAFF力场没有膜的参数，直接用在膜模拟效果不好。

Lipid11(2012)：Skjevik提出的膜力场，作为amber系列力场的扩展，参数来自GAFF，几种头部（PC,PE,PS,PH,P2,PGR,PGS,PI）和几种尾部可以自由搭配（模块化）组成磷脂，还支持胆固醇，完全兼容amber力场，leap已支持。非主流。Dickson(2012)的GAFFlipid力场只是一个阶段性的膜力场，将会被融合进Lipid11。

Berger(1997)：联合原子膜力场。成键参数基于GROMOS87，LJ参数基于OPLS-UA，适合搭配Gromos87，很常用也很好，几乎是唯一致命的问题在于不直接兼容Gromos96，若搭配OPLSAA需要很留神。虽然也有一些人结合Gromos96来模拟膜蛋白，但终究比较古怪，需谨慎。原文只给出了DPPC的参数，后来又有人基于此弄了其它磷脂的。Berger本身没直接提供参数和拓扑文件，Peter Tieleman基于Berger的参数制作了DPC、POPC、DPPC、DMPC、DLPC、DOPC、PLPC、POPE的itp文件，都需要lipid.itp中的参数，可以在这里下载：http://wcm.ucalgary.ca/tieleman/downloads

G43A1-S3 (2006)：Chiu弄的兼容Gromos43A1的膜力场。支持PC/PE/sphingomyelin和cholesterol。此力场的POPC不建议使用。

*Kukol(2009)：完全兼容Gromos96 G53A6的膜力场，烷烃链是联合原子，结果很好，和Berger相仿佛，弥补了它不支持Gromos96的遗憾。拓扑文件从原文的补充材料里得到。包含DPPC、DMPC、POPG、POPC、DMPC的参数。此力场的POPC不建议使用。

*DAVID POGER(2010)：完全兼容gromos96 G53A6的膜力场。JCC的文章中只提出了DPPC的参数，JCTC的文章中还提出了DLPC、DMPC、DOPC、POPC的参数。网址和gmx的拓扑文件：http://compbio.chemistry.uq.edu.au/~david/research/lipids.htm

Stockholm lipids (Slipids) (2012)：Jambeck弄的全原子膜力场。兼容amber。支持DPPC、DLPC、DMPC、POPC、DOPC、SOPC、POPE、DOPE、sphingomylin、PG和PS头部集团、胆固醇。gromacs的拓扑文件和预平衡的结构从这里下：http://people.su.se/~jjm/Stockholm_Lipids/Downloads.html

MARTINI：粗粒化。网址和gmx的拓扑文件：http://md.chem.rug.nl/cgmartini/index.php/downloads

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Lipidbook汇总了各种膜力场的参数：http://lipidbook.bioch.ox.ac.uk

ATB带了几十种兼容gromos96的膜参数（可能对应的gromos96版本不同），ATB也能自动生成新的磷脂的参数。ATB网址和gmx的拓扑文件：http://compbio.biosci.uq.edu.au/atb/

kunkun

sobereva 发表于 2015-1-21 23:59
磷脂力场非常多。要考虑两个问题，一个是兼容什么力场，一个是兼容什么程序（否则得自己编写参数或拓扑 ...

sob老师，我在vmd中按照您所说的，用位置选择y平面以下的范围（在graphic>represatation>create Rep>select atoms (y 27 to 71 and water)，但是会出现平面内残缺的氢原子和氧原子...把这两个部分分别保存为pdb还是gro.。然后cat之后结构完全错乱(我看justin的教程，做蛋白底物复合也是这个思路，我把水当成了底物，蛋白还是蛋白）不知这里哪里错了。
而且因为我填充水分子时，我观察到水是沿着z轴添加（按序号），但是我需要是沿着y轴切割，那我选择水分子的序号就不是顺序的...还是说我对老师您说的位置选择功能理解错了...还请老师稍微再指点下,,对水分子删除那里理解还不是很对。

补充：刚才发现了原来正确的命令应该是water y 27.xxxxx to 71.xxxxxx or protein 这样才能解决，
但是sob老师，这样选择出来的水 在pdb中看还是会有残留的氧原子....

sobereva

kunkun 发表于 2015-1-22 09:46
sob老师，我在vmd中按照您所说的，用位置选择y平面以下的范围（在graphic>represatation>create Rep>sele ...

写成same residue as { xxx }  这里xxx是之前你写的选择语句，这样每个分子都会保留完整

kunkun

sobereva 发表于 2015-1-22 10:51
写成same residue as { xxx }  这里xxx是之前你写的选择语句，这样每个分子都会保留完整

感谢sob老师
问题都解决了！

xiaowu759

谢谢分享！

yaochuang

sob 老师，请问以上几种生成拓扑文件的方法中有没有可以用来生成含有Ir原子的配合物的拓扑文件的方法呢？
我用ATB时失败了，显示Ir原子用不了。

sobereva

yaochuang 发表于 2015-1-24 20:16
sob 老师，请问以上几种生成拓扑文件的方法中有没有可以用来生成含有Ir原子的配合物的拓扑文件的方法呢？
...

ATB是基于gromos力场的，处理范围只限于有机分子，过渡金属只支持很少几种。
无机体系你可以按帖子里说的用UFF力场来模拟。

kunkun

sob老师，我想请问一下GROMOS力场下小分子的resp电荷计算除了用高斯之外，还有什么其他的软件推荐呢？(没有版权）
老师说的网站是计算amber和charmm力场的。按照老师说的antechamber的应该也是对应amber力场吧..?

sobereva

kunkun 发表于 2015-1-31 14:19
sob老师，我想请问一下GROMOS力场下小分子的resp电荷计算除了用高斯之外，还有什么其他的软件推荐呢？(没有 ...

高斯本身也产生不了RESP电荷，只不过是提供antechamber计算RESP要用的静电势数据。有没有高斯版权无所谓，不用提它，只说RESP电荷是antechamber算的就够了。
antechamber产生的RESP电荷用在任何力场下的模拟都可是可以的。就用它单纯作为产生RESP电荷的工具，和用什么力场没关系。

kunkun

sobereva 发表于 2015-2-1 02:47
高斯本身也产生不了RESP电荷，只不过是提供antechamber计算RESP要用的静电势数据。有没有高斯版权无所谓 ...

感谢 sob老师，我在使用antechamber时有点疑问，在计算RESP电荷时，有一个flag   -at（原子类型）好像manual上选项只有amber和gaff，若是使用gromos力场，是否此选项跳过，还是它会默认生成一个gaff类型，只需要把电荷部分修改至ATB产生的itp电荷部分即可？

还有一个问题，我看文献上有同学使用高斯来制作小分子（比如甘油三酯等，但ATB中只有磷脂部分），那我使用ATB画出甘油三酯后，自行计算RESP，不知该方法可靠度如何呢？还是说这类分子的制作方法是需要自己优化其他参数？望老师不吝解答

sobereva

kunkun 发表于 2015-2-1 11:26
感谢 sob老师，我在使用antechamber时有点疑问，在计算RESP电荷时，有一个flag   -at（原子类型）好 ...

不用设-at，用默认即可

直接把RESP电荷写进ATB给出的.itp里即可。不过，ATB某些时候自动确定的力场参数有点问题，比如我以前用ATB做磷脂的拓扑文件，一般来说烷烃链的二面角的k应该是5.9，ATB貌似给指认成其它类型的二面角力场参数了，成了3.7。prodrg貌似没这个问题。反正，用ATB的话，建议还是自行看一下每个原子的原子类型是否指认得合理，二面角参数是否确实给得合适。