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[Gaussian/gview] 关于多肽与气体分子结合的几何优化的问题

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想在几何优化后的多肽的基础上加一个氨气分子,通过几何优化观察两者的结合情况,而后计算结合能。但是目前在进行多肽-氨气复合结构的几何优化时发现,优化后的结构错误。按照文献中的应该氨气中的N分别与天冬氨酸上的N和O形成氢键。多次几何优化后结果仍然不理想,请问该如何解决?
(左图显示了氨结合肽的最低构象。右图显示了中性N-末端ASP1的氨结合。(插图)通过与去质子化天冬氨酸和N-末端的氢键稳定的氨。)

(高斯结构优化后的多肽)
(结构优化后的多肽-氨气)

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发表于 Post on 2025-10-17 20:48:32 | 只看该作者 Only view this author
这种体系绝对不是随便摆一个初猜结构就能拿优化的结果说事的。氨气结合的不同位点、氨气的不同朝向,都可以对应不同的极小点。必须做构型搜索

建议跑分子动力学采样,然后结合molclus筛选出自由能最低结构,参考
使用molclus程序做团簇构型搜索和分子构象搜索
http://bbs.keinsci.com/thread-577-1-1.html
使用Molclus结合xtb做的动力学模拟对瑞德西韦(Remdesivir)做构象搜索
http://bbs.keinsci.com/thread-16255-1-1.html
Molclus主页
http://www.keinsci.com/research/molclus.html

北京科音自然科学研究中心http://www.keinsci.com)致力于计算化学的发展和传播,长期开办极高质量的各种计算化学类培训:初级量子化学培训班中级量子化学培训班高级量子化学培训班量子化学波函数分析与Multiwfn程序培训班分子动力学与GROMACS培训班CP2K第一性原理计算培训班,内容介绍以及往届资料购买请点击相应链接查看。这些培训是计算化学从零快速入门以及进一步全面系统性提升研究水平的高速路!培训各种常见问题见《北京科音办的培训班FAQ》
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发表于 Post on 2025-10-17 20:52:55 | 只看该作者 Only view this author
而且你这个里面同时存在未电离的羧基和氨分子就很奇怪。。建议考虑好所用pH下多肽和氨的质子化形式

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2025-10-18 09:51:43 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2025-10-17 20:48
这种体系绝对不是随便摆一个初猜结构就能拿优化的结果说事的。氨气结合的不同位点、氨气的不同朝向,都可以 ...

谢谢您的回答!

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2025-10-18 09:53:10 | 只看该作者 Only view this author
KazusaT 发表于 2025-10-17 20:52
而且你这个里面同时存在未电离的羧基和氨分子就很奇怪。。建议考虑好所用pH下多肽和氨的质子化形式

谢谢您的回答!由于我是做材料出身的,对生物学领域的知识不是很了解,请问可以具体说一下吗?

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发表于 Post on 2025-10-19 02:18:26 | 只看该作者 Only view this author
王涛 发表于 2025-10-18 09:53
谢谢您的回答!由于我是做材料出身的,对生物学领域的知识不是很了解,请问可以具体说一下吗?

很简单的道理啊,氨分子有碱性,羧基有酸性,正常情况下应当会发生酸碱反应变成铵离子和羧基负离子,这就是为什么氨基酸分子在中性条件下是内盐,你需要了解你的体系在你研究的pH下各个氨基酸残基是如何存在的。最简单的可以根据氨基酸等电点判断,也有很多预测多肽质子化形式的工具。

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2025-10-20 09:37:33 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2025-10-17 20:48
这种体系绝对不是随便摆一个初猜结构就能拿优化的结果说事的。氨气结合的不同位点、氨气的不同朝向,都可以 ...

老师,请问面对这种复合体系时,是应该肽单独构型搜索后,加上氨气再次构型搜索;还是直接肽—氨气复合结构进行构型搜索呢?

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发表于 Post on 2025-10-20 18:41:46 | 只看该作者 Only view this author
王涛 发表于 2025-10-20 09:37
老师,请问面对这种复合体系时,是应该肽单独构型搜索后,加上氨气再次构型搜索;还是直接肽—氨气复合结 ...

肽和氨气一起跑动力学,此时肽的构象采样和二聚体的构型采样两个问题同时被考虑
北京科音自然科学研究中心http://www.keinsci.com)致力于计算化学的发展和传播,长期开办极高质量的各种计算化学类培训:初级量子化学培训班中级量子化学培训班高级量子化学培训班量子化学波函数分析与Multiwfn程序培训班分子动力学与GROMACS培训班CP2K第一性原理计算培训班,内容介绍以及往届资料购买请点击相应链接查看。这些培训是计算化学从零快速入门以及进一步全面系统性提升研究水平的高速路!培训各种常见问题见《北京科音办的培训班FAQ》
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 楼主 Author| 发表于 Post on 2025-10-20 20:58:18 | 只看该作者 Only view this author
KazusaT 发表于 2025-10-19 02:18
很简单的道理啊,氨分子有碱性,羧基有酸性,正常情况下应当会发生酸碱反应变成铵离子和羧基负离子,这就 ...

老师您好,那应该是先考虑质子化再进行动力学模拟;还是动力学模拟之后再考虑质子化呢?由于我做的是气体氨与多肽在气体环境中的结合,ph不像溶液环境中有一个确定的数值,这个问题应该如何考虑呢?

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发表于 Post on 2025-10-20 22:36:46 | 只看该作者 Only view this author
王涛 发表于 2025-10-20 20:58
老师您好,那应该是先考虑质子化再进行动力学模拟;还是动力学模拟之后再考虑质子化呢?由于我做的是气体 ...

气相的话可以直接用中性的多肽和氨气,虽然我不知道研究多肽的气相结构有什么意义。

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2025-11-24 09:56:10 | 只看该作者 Only view this author
KazusaT 发表于 2025-10-20 22:36
气相的话可以直接用中性的多肽和氨气,虽然我不知道研究多肽的气相结构有什么意义。

老师您好。您之前说有很多预测多肽质子化形式的工具,请问有哪些呢?可以推荐一下吗?我看到网上还有封端操作的,这一步需不需要考虑呢?

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发表于 Post on 2025-11-25 01:36:33 | 只看该作者 Only view this author
王涛 发表于 2025-11-24 09:56
老师您好。您之前说有很多预测多肽质子化形式的工具,请问有哪些呢?可以推荐一下吗?我看到网上还有封端 ...

如果你要用气相的话,应该不会是质子化的形式
预测工具的话H++、CharmmGUI可以直接给出质子化后的结构
我不知道多肽是哪来的,如果你是从某个蛋白上截取了一段,为了更接近在蛋白中的状态要封端;如果就是正常的小肽就没什么封端的必要。
另外我还是觉得你要慎重考虑到底是不是气相。大部分情况下氨基酸在能以气体分子存在的温度就已经分解了。

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 楼主 Author| 发表于 Post on 2025-11-25 23:43:49 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2025-10-20 18:41
肽和氨气一起跑动力学,此时肽的构象采样和二聚体的构型采样两个问题同时被考虑

老师您好。我在用xtb在GFN0-xTB下对多肽-NH4+做动力学模拟,VMD结果显示第1999的结构如图,这个键长从第250开始就一直变长

而且还出现了脱羧的情况

我检查了我原始的文件时没有问题的。
请问老师这个要如何解决呢?比如调低温度,或者换一个什么其他力场?

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发表于 Post on 2025-11-26 04:48:50 | 只看该作者 Only view this author
王涛 发表于 2025-11-25 23:43
老师您好。我在用xtb在GFN0-xTB下对多肽-NH4+做动力学模拟,VMD结果显示第1999的结构如图,这个键长从第250 ...

GFN0-xTB是量子化学方法,不是力场。注意用词的准确

尝试用GFN-FF力场,或者远比GFN0-xTB强的GFN2-xTB


温度太高的话就降低
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