gromacs中各个概念认识理解（个人理解）

告知： 个人理解不能保证全部正确，如有问题请联系本人，加以改正。

概念一：分子动力学模拟

• 分子动力学，是描述个各个原子在力场作用下的运动。
• 常规的动力学计算，刨除原子量化计算部分，将原子受到的力拟合成一些固定的参数。将原子看作一个个受力的点，施加不同的力，然后观察在这些力的作用下的运动情况。大大减小计算量，同时还保留一定的准确性。如果是研究蛋白质以外的物质，会出现没有力场参数的问题。这也是模拟计算最大的难点。
• 注意这些原子在不同的物质中的力场参数并不一样，所以会出现同一原子在各个基团中的参数不一致，这进一步加大模拟计算的难度。
• 至于蛋白不用担心参数问题，主要是因为蛋白质的组成氨基酸是固定的，这个氨基酸通过缩合反应去掉几个原子，就是gromacs中的残基。
• 如果没有力场参数，唯有两种途径：
  1 查文献
  2 进行带有量化计算的动力学，本人试验过cp2k模拟的从头算，使用的志强双核，几乎跑不动。还有就是量化计算结构，然后验证，这个本人未涉及，如有会此部分的人，还请教授。

概念二： 不带量化的分子动力学可以模拟什么

可以模拟除共价键生成的反应，离子键的可以模拟，在仔细研究gromacs中的结构文件就可以理解。

氢键可以模拟，氢键主要是极化造成的，键并不是真实存在，类似离子键。

概念三： gromacs中的一些概念

1. 残基：残基说白了就是一种固定结构，在氨基酸中就是去除缩合反应脱除原子的剩余部分。这些残基在蛋白质中并不会改变机构，各个原子的参数也不会变化。
2. 残基名称：残基名字，一般三个大写字母构成，这也是坐标文件和力场文件之间建立联系的重要纽带。
3. 原子类型：就是力场参数一样的的原子类型，比如甲烷中的氢原子，就是同一类型，因为受力是一样的。通过残基和原子类型可以找到某一原子的参数。
4. 原子名称：是对某一结构中的原子的一个标记，不能重复。

概念四： gromacs坐标和力场如何建立起联系

1. 首先建立坐标文件，这是pdb的结构，TRP就是残基，NE1是原子名称，残基指出是那种固定结构，NE1指出这个原子名字，通过这个名字去找原子的类型，找到力参数

ATOM    220  NE1 TRP A  28      29.924  21.690   8.365  1.00 16.94           N  
ATOM    221  CE2 TRP A  28      29.337  22.679   7.641  1.00 14.07           C  
ATOM    222  CE3 TRP A  28      28.894  23.168   5.295  1.00 15.97           C  
ATOM    223  CZ2 TRP A  28      28.913  23.943   8.038  1.00 18.07           C  
ATOM    224  CZ3 TRP A  28      28.398  24.404   5.682  1.00 18.26           C  
ATOM    225  CH2 TRP A  28      28.431  24.766   7.025  1.00 17.18           C  
ATOM    226  N   VAL A  29      29.572  17.543   3.261  1.00 13.00           N  

2. 接下来会找到top文件（.top和.itp文件，itp是top的子文件，具体的文件结构搜索本站文章）

TRP残基名称，opls_241 是原子类型，H等是原子名称，通过这，就找到坐标文件每一个原子的手里参数。

   423   opls_241     28    TRP      H    144        0.3      1.008
   424  opls_224B     28    TRP     CA    144       0.14     12.011
   425   opls_140     28    TRP     HA    144       0.06      1.008
   426   opls_136     28    TRP     CB    145      -0.12     12.011
   427   opls_140     28    TRP    HB1    145       0.06      1.008
   428   opls_140     28    TRP    HB2    145       0.06      1.008
   429   opls_500     28    TRP     CG    146      0.075     12.011
   430   opls_514     28    TRP    CD1    147     -0.115     12.011
   431   opls_146     28    TRP    HD1    147      0.115      1.008
   432   opls_501     28    TRP    CD2    148     -0.055     12.011
   433   opls_503     28    TRP    NE1    149      -0.57    14.0067
   434   opls_504     28    TRP    HE1    149       0.42      1.008
   435   opls_502     28    TRP    CE2    149       0.13     12.011
   436   opls_145     28    TRP    CE3    150     -0.115     12.011
   437   opls_146     28    TRP    HE3    150      0.115      1.008
   438   opls_145     28    TRP    CZ2    151     -0.115     12.011
   439   opls_146     28    TRP    HZ2    151      0.115      1.008
   440   opls_145     28    TRP    CZ3    152     -0.115     12.011
   441   opls_146     28    TRP    HZ3    152      0.115      1.008
   442   opls_145     28    TRP    CH2    153     -0.115     12.011
   443   opls_146     28    TRP    HH2    153      0.115      1.008
   444   opls_235     28    TRP      C    154        0.5     12.011
   445   opls_236     28    TRP      O    154       -0.5    15.9994   ; qtot 4