关于蛋白质+水或蛋白质＋非水模型restrain和constraint的问题？

虔诚的人

问大家一个问题，看gromacs的例子，在蛋白质+水模型中，做平衡时会调用蛋白质的posre.itp，在mdp文件中有写constraints = all-bonds，这种情况，我看过一篇博文，上面说水不会受constraint约束，是这样吗？还有我想问问，posre.itp是限制蛋白质的位置，为什么要constraints = all-bonds约束蛋白质的所有键呢？如果是蛋白质+非水溶剂，constraints = all-bonds是不是会约束体系中所有的键啊？

tomwong4253

（我自己也有段时间没研究gromacs的机制了，解释可能有误，请多参考mdp文件的具体解释及gromacs手册）
你似乎没有理解constraints和restraint的区别。

constraints如果作用于bonds，就会针对你蛋白质中的[bonds]的部分，将所有的bonds变成刚性，即成健原子不会发生相对的简谐振动，这样两个原子的“相对位置”不会再变化，但是并不代表不能在保持相对距离的情况下一起发生某种转动平动等等。也就是说即使constraints了键，成键原子仍然可能移开原有位置。同时，我记得在默认的constraints的参数文件中，constraint type定义为2，也就是说虽然两个原子之间的键不会发生振动，但仍然会计算非键相互作用（如LJ，库伦等等），这些相互作用也可能造成构象的改变。

而restraint（比如使用posre.itp以及定义mdp里边的-DFLEXIBLE等等）则是不让成键原子（或形成键角的键等）离开平衡位置，以位置约束为例，就是posre里边所定义的所有原子只要离开平衡位置，立即用一个谐振势把原子给拉回原有位置，你如果看一下有posre的轨迹就知道，即使posre了，蛋白质本身也有极其微小的振动。

gromacs还有一种freeze约束，顾名思义完全不让原子做一丁点的运动。

要做非水溶剂，首先你要明确你自己的溶剂是要看做一个刚性的还是要考虑溶剂内部化学键的振动，其次要注意你的itp文件，看清楚溶剂里边有没有对溶剂本身的限制。由此决定如何添加constraints。
所谓水不受constraints的约束这个说法未必妥当，你看那个博文是说如果使用gromacs自带的spc模型的话，本身模型内部已经带有内置的约束了，也就是说这种模型已经把水看做一个个的刚体了，没必要再施加内部约束。但假如你使用的水不是这个模型，constraints可能依然有效。因为constraints找的是bonds的定义，有bonds定义的键都会被替换成刚体。

sobereva

完全没必要用all-bonds，若无特殊情况也不建议用。平时就用constraints = hbonds就行了

虔诚的人

tomwong4253 发表于 2018-4-10 21:07
（我自己也有段时间没研究gromacs的机制了，解释可能有误，请多参考mdp文件的具体解释及gromacs手册）
你 ...

谢谢您，您的解释很详细。

博文中所述：.mdp中constraints以及constraint_algorithm设定皆与水的约束无关，除非define=-DFLEXIBLE，否则水都是用settle算法约束住。参见：http://blog.163.com/junma1127@126/blog/static/7786545920159145273526/

管理员Sobereva注：此博文的真正源链接见此：
解析gromacs的restraint、constraint和freeze
http://sobereva.com/10

虔诚的人

sobereva 发表于 2018-4-11 03:10
完全没必要用all-bonds，若无特殊情况也不建议用。平时就用constraints = hbonds就行了

谢谢sob老师

sobereva

这帮人真是的，转载我的博文，也不注明出处
解析gromacs的restraint、constraint和freeze
http://sobereva.com/10

kunkun

sobereva 发表于 2018-4-11 03:10
完全没必要用all-bonds，若无特殊情况也不建议用。平时就用constraints = hbonds就行了

sob老师，我想请问下在高温动力学下研究蛋白失活，可以用all-bonds么？我测试过all-bonds 和 hbonds，失活的速度差异挺大的，all-bonds明显结构松散地慢一些。

sobereva

kunkun 发表于 2018-4-17 17:46
sob老师，我想请问下在高温动力学下研究蛋白失活，可以用all-bonds么？我测试过all-bonds 和 hbonds，失 ...

没有什么特殊必要建议别用all-bonds，毕竟相对于hbonds添加了更多人为因素

tomwong4253

kunkun 发表于 2018-4-17 17:46
sob老师，我想请问下在高温动力学下研究蛋白失活，可以用all-bonds么？我测试过all-bonds 和 hbonds，失 ...

all-bonds松弛慢是正常的，打个比方就好像你把一团毛绒里边的毛都换成钢，当然构象变化会减慢很多了。这样做MD很容易被提问轰炸的。

kunkun

tomwong4253 发表于 2018-4-19 17:38
all-bonds松弛慢是正常的，打个比方就好像你把一团毛绒里边的毛都换成钢，当然构象变化会减慢很多了。这 ...

谢谢 提点🙏

kunkun

sobereva 发表于 2018-4-18 03:45
没有什么特殊必要建议别用all-bonds，毕竟相对于hbonds添加了更多人为因素

谢谢 sob老师