利用sobtop生成ZIF-8拓扑结构过程中如何添加文献中的力场参数

艾小野 · 发表于 Post on 2024-7-26 10:33:19

本帖最后由艾小野于 2024-7-29 00:25 编辑

各位老师前辈们好，我最近想参考文献一做酶和ZIF-8之间的相互作用分析，追溯发现ZIF-8使用力场参数参考文献二，图一就是文献二中ZIF-8的力场参数部分，后续作者对表中VDW中H3的σ更正为2.471埃，partial charge 中our model的C3电荷更正为-0.6042 e。我看了社长的sobtop应用实例中举了MOF-5拓扑结构的生成，我目前的初步想法是利用Multiwfn生成RESP2电荷（因为我从CCDC数据库下载的ZIF-8.mol或社区里下载的ZIF-8.cif中电荷都是零），然后再在x,y,z三个方向复制形成ZIF-8的超胞，然后再提交到Sobtop里头，首先点击sobtop文件下的dat文件补全文献的力场参数（文献的vdw部分参数补到LJ_param.dat，然后Bond potential补到bonded_param.dat中，其他就有点迷糊），然后就按照MOF-5的教例做，即指认原子类型（指认GAFF类型，缺失的用UFF的。），然后用预置的力场参数，缺失的自动猜，生成itp和top文件后。想问各位老师我上面的流程哪里有错误需要修改，更想知道这些力场参数添加到哪一个文件中？谢谢各位老师前辈指导！

chapman-zoica-dinu-2023-assessment-of-enzyme-functionality-at-metal-organic-fram.pdf (7.66 MB, 下载次数 Times of downloads: 27)

zheng-et-al-2012-force-field-for-molecular-dynamics-computations-in-flexible-zif.pdf (3.01 MB, 下载次数 Times of downloads: 22)

1-s2.0-S0927776523004186-main.pdf (8.27 MB, 下载次数 Times of downloads: 16)

Lacrimosa · 发表于 Post on 2024-7-26 12:09:43

没必要计算resp电荷，Sobtop里可以设置电荷和各种成键项的，仔细阅读一下例9和例10

艾小野 · 发表于 Post on 2024-7-26 15:42:11

本帖最后由艾小野于 2024-7-26 15:45 编辑

Lacrimosa 发表于 2024-7-26 12:09
没必要计算resp电荷，Sobtop里可以设置电荷和各种成键项的，仔细阅读一下例9和例10

好的，我再认真学习例9和例10，谢谢您的指导意见！

slxc920113 · 发表于 Post on 2024-7-26 16:11:44

AuToFF的MOF模块内置了上面文献的力场ZIF-8（https://cloud.hzwtech.com/web/personal-space/auto-ff/mof-cof)。
另外，你如果研究酶和MOF的相互作用，显然你需要构造一个MOF的表面结构，并不是拿一个完整的晶胞去计算。
一旦切了晶面以后（需要保持配体的完整，不能暴力切），必然会存在悬挂键，比如Zn不是4配位，咪唑的一个N没有配位，这部分悬挂原子的电荷应该无法使用默认的电荷。AuToFF是强行用BCI规则保持电中性。

艾小野 · 发表于 Post on 2024-7-29 00:23:06

slxc920113 发表于 2024-7-26 16:11
AuToFF的MOF模块内置了上面文献的力场ZIF-8（https://cloud.hzwtech.com/web/personal-space/auto-ff/mof-c ...

首先真的非常感谢前辈！感谢您花费个人宝贵时间对我问题进行思考，并给出非常认真和专业的指导意见！
1、非常感谢您的文献和工具的分享，对我来说意义非常重大！！！AuToFF的学习马上安排上。
2、很感谢您对切晶面的指导，确实我也有看了另一篇文献它是用-H和不同基团（-NH2、-COOH、-OH）饱和悬挂键来分别构建正电、负电、中性的ZIF-8，但我当时对实现饱和不了解，感觉难度很大，然后又看了原帖的文献二，没提及悬挂键这个事，以为这个悬挂键的处理问题不重要，现在听了您的指导意见，确实这块在建模中必须处理。我查查悬挂键饱和的操作资料，先了解一下，或者前辈您有什么经验或建议吗？我这块确实没做深入工作，脑子暂时没法有太多想法。
PS：原帖新加的就是进行了悬挂键饱和的参考文献

slxc920113 · 发表于 Post on 2024-7-29 10:44:13

本帖最后由 slxc920113 于 2024-7-29 11:01 编辑

艾小野发表于 2024-7-29 00:23
首先真的非常感谢前辈！感谢您花费个人宝贵时间对我问题进行思考，并给出非常认真和专业的指导意见！
1 ...

显然悬挂键和本身你的材料合成过程以及当前的化学环境有关的，晶体在宏观状态下是不带电荷的，所以首先需要保证两侧的悬挂键处理完电荷是一致的，比如咪唑的N你用了一个质子来饱和，那么另一侧的Zn你就需要用一个带一个负电荷的阴离子，比如OH来饱和。

你提到的带正电荷或者负电荷的ZIF，必然是需要加表面抗衡离子进行处理的（实际模拟的时候这部分抗衡离子可能扩散到液相，溶液中的分子吸附到表面）这个时候你可以测一下材料的pH辅助你确定表面的状态，因为确实有时候晶体其实不是标准的化学计量比。

比如材料表面的不饱和Zn2+可以用额外的一层中性的单配位的咪唑来饱和（实际咪唑就/Zn就略大于2），另一侧的咪唑阴离子的N直接用质子进行饱和，那么这时候显然Zn2+的电荷没有被补偿，材料是带正电荷的，pH应该呈现酸性，你需要在模拟的时候加入等数目的抗衡阴离子。

反之如果不饱和Zn2+用OH饱和，而咪唑的悬挂N先用Zn进行饱和，然后Zn再用两个OH-和一个水分子进行饱和，那么因为咪唑阴离子的电荷实际没有被补偿，体系就带负电荷了，pH应该是碱性的。

总之你可以根据实验上的pH来判断大概率是哪种悬挂键饱和方式。

xliu97 · 发表于 Post on 2025-11-21 03:54:59

slxc920113 发表于 2024-7-26 16:11
AuToFF的MOF模块内置了上面文献的力场ZIF-8（https://cloud.hzwtech.com/web/personal-space/auto-ff/mof-c ...

请问使用autoff生成ZIF8力场的时候，电荷类型应该如何选择？

slxc920113 · 发表于 Post on 2025-11-24 20:03:09

xliu97 发表于 2025-11-21 03:54
请问使用autoff生成ZIF8力场的时候，电荷类型应该如何选择？

不选电荷，用力场自带的电荷

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[GROMACS] 利用sobtop生成ZIF-8拓扑结构过程中如何添加文献中的力场参数

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