• 2017-06-29 21:46:49

使用GROMACS进行分子动力学模拟时, 获得体系的拓扑文件是关键, 也是难点. 虽然有些辅助工具可以直接获得一些分子的拓扑文件, 但你仍然需要对得到的拓扑文件进行仔细检查, 否则的话, MD过程中出现问题很难排查.

tppmktop是获得有机分子OPLSAA力场拓扑文件的好工具, 但也存在一定的不足. 一是不支持周期性分子, 二是提供的网络服务同时只能运行一个任务. 为此, 我觉得还是有必要自己做一个简单OPLSAA力场拓扑生成器GMXTOP, 一则可用于理解力场拓扑的生成方法, 二则可用于检查其他方法得到的拓扑是否合适.

GMXTOP是个在线工具, 运行在浏览器中, 不依赖于任何其他环境. 它并不支持自动生成拓扑文件, 而是需要你先指定每个原子的原子类型, 然后它会根据原子类型和力场文件中的参数信息生成GROMACS的拓扑文件. 虽然GMXTOP不是完全自动的, 使用起来有点不方便, 但使用它你可以明确地控制如何指定原子类型, 遇到其他工具无法自动匹配的原子时, 你就可以根据情况选用相近的原子类型, 保证最终能得到合适的拓扑文件.

使用说明

打开GMXTOP网页 https://Jerkwin.github.io/Prog/gmxtop.html. 建议使用Chrome, 因为我没有测试其他浏览器. 界面尚未美化, 看起来有点简陋.

分子构型格式

暂时只支持读入.mol格式的分子构型文件, 而且文件中必须包含原子间的连接信息, 因为程序要使用这些连接信息来确定成键参数.

.mol格式的分子构型文件可以使用GaussView获得. 尚未测试其他分子编辑软件.

指定原子类型

有两种方式指定原子类型:

1. 右上方分子结构窗口中点击原子后, 原子会高亮, 同时弹出所有可能匹配的原子类型及其相应的示意图. 图片中对应的原子类型以红色表示. 双击图片即可完成指定. 也可选点击图片前面的按钮, OK确认后完成指定.

2. 如果需要同时指定多个原子的原子类型, 可在左上方文本框内选中多个原子, 然后点击Assign Atom Type, 然后指定. 当然, 这种方法也可以用于单个原子.

生成拓扑文件

指定好每个原子的原子类型后, OPLSAA Atom Types文本框内会列出每个原子的原子类型, 这些原子类型也可以直接进行修改. 确认正确后, 点击Create Topology File即可生成GROMACS拓扑文件. 点击Save Topology File即可下载生成的拓扑文件.

其他辅助功能

• 鼠标滚轮: 缩放

• Ctrl+鼠标左键: 平移

• Labels: 可显示每个原子的编号, 用于区分

• Hide H: 隐藏氢原子

• Reset View: 重新将分子居中显示

• Rot X/Y/Z: 自动旋转开关

简单示例(略)待完成

1. OPLS原子类型图片. 目前只完成813种中的300种.

2. 支持pdb文件

3. 支持其他力场的原子类型.

4. 对分子结构进行分析, 显示原子类型时按匹配度高低排序, 尽可能自动化.

5. 界面美化

6. 分子结构显示可换用Three.js, CH5M3D效果和效率不佳.

致谢

没有下面这些人的热心付出, GMXTOP工具是很难完成的. 如果你使用这个工具, 请感谢他们的努力与付出.

• 张楠@北京 : 58-96

• 蒲中机@大连 : 101-130

• 黄建湘@杭州 : 141-173

• 叶盛@合肥 : 178-192, 197-212

• 梅龙灿@武汉 : 217, 222-241

• 刘恒江@上海 : 247-282

• 郝阳@上海 : 285-318

• 马郑@天津 : 320-348

• 康文渊@成都 : 349-380

• 刘清南@西安 : 398-424

• 杜春保@西安 : 425-459

• 李正@西安 : 460-473, 490-496

• 吴思晋@大连 : 497-537

• 刘凤海@成都 : 569-598

• 刘胜堂@苏州 : 603-645

• 张国成@成都 : 645-681

• 席昆@武汉 : 542-565, 677-713, 913-940

• 吴念@武汉 : 714-748

• 李乐乐@成都 : 749-758, 771-779, 785

• 王新宇@天津 : 941-MW

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