GMXTOP:OPLSAA力场的GROMACS拓扑文件生成器

类别:    标签: gmx   阅读次数:   版权: (CC) BY-NC-SA

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

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.

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