详细内容

拓扑文件

  • top 系统拓扑(ascii 文本)

  • itp 可引用拓扑(ascii 文本)

  • rtp 残基拓扑(ascii 文本)

  • ndx 索引文件(ascii 文本)

  • n2t 原子命名定义(ascii 文本)

  • atp 原子类型库(ascii 文本)

  • r2b 残基到构建单元映射(ascii 文本)

  • arn 原子重命名数据库(ascii 文本)

  • hdb 氢原子数据库(ascii 文本)

  • vsd 虚拟位点数据库(ascii 文本)

  • tdb 末端数据库(ascii 文本)


拓扑文件-top

top 文件扩展名代表拓扑。它是一个 ascii 文本文件,gmx grompp可以读取这种文件,进行处理,并创建一个二进制拓扑(tpr文件)。


拓扑文件-itp

itp 文件扩展名代表包含拓扑。这些文件可包含在拓扑文件中(扩展名为top)。


拓扑文件-rtp

rtp 文件扩展名代表残基拓扑文件。

gmx pdb2gmx需要这种文件来创建蛋白的 GROMACS 拓扑,蛋白一般包含在pdb文件中。

这种文件包含了 4 种成键相互作用的默认相互作用类型以及残基条目,残基条目中包含了原子,以及可能的键,键角,二面角和反常二面角。

可以为键,键角,二面角和反常二面角添加参数,这些参数会覆盖itp 文件中的标准参数。这种做法只应该用于特殊情况。

可以为每个成键相互作用添加字符串而不是参数,这个字符串会被复制到top文件中,GROMOS96 力场就使用了这种方式。


gmx pdb2gmx会自动生成所有的键角,这意味着 [ angles ] 字段仅用于覆盖itp参数。gmx pdb2gmx程序会自动为每个可旋转的键生成一个正常二面角,并倾向位于重原子上。

当使用 [ dihedrals ] 字段时,不会为与指定二面角对应的键生成其他二面角。可以为一条可旋转的键指定一个以上的二面角。

gmx pdb2gmx 会将排除数设置为 3,这意味着最多 3 条键连接的原子之间的相互作用会被排除。程序会为相隔 3 条键的所有原子对生成配对相互作用(氢原子对除外)。

当需要排除更多的相互作用,或不需要生成某些配对相互作用时,可以添加 [ exclusions ] 字段,后面跟着位于不同行上的原子名称对。这些原子之间的所有非键和配对相互作用都将被排除。


拓扑文件-rtp/charmm27

[ bondedtypes ] 

; Column 1 : 默认键类型

; Column 2 : 默认键角类型

; Column 3 : 默认正常二面角类型

; Column 4 :  默认非正常二面角类型


; Column 5 : 

; 这控制了键合产生的二羟基化合物。所有可能的二面体都是自动生成的。

; A值这里的“1”意味着所有这些都被保留了。

; A值这里的0要求在以下情况下去除生成的二面体在同一个中心原子上有任何二面体在残差拓扑中指定,

或*还有其他相同的生成二面体共享相同的中心原子,或*还有其他生成的二面体共享相同的中心键,氢原子较少。


; Column 6 : 从非键合交互中排除的邻近数量

; Column 7 : 

; 1=在氢原子对之间产生1,4相互作用

; 0=不生成此类


; Column 8 :

;1 = 如果发现二面体居中,则去除适当的二面体;  作为不恰当的二面角的结合 

; 0 = 不生成此类

; bondtype angletype dihedraltype impropertype all_dih nrexcl HH14 bRemoveDih

     1       5            9            2         1       3     1       0


[ CYS ]

 [ atoms ]

N NH1 -0.47 0

HN H 0.31 1

CA CT1 0.07 2

HA HB 0.09 3

CB CT2 -0.11 4

HB1 HA 0.09 5

HB2 HA 0.09 6

SG S -0.23 7

HG1 HS 0.16 8

C C 0.51 9

O O -0.51 10

[ bonds ]

CB CA

SG CB

N HN

N CA

C CA

C +N

CA HA

CB HB1

CB HB2

SG HG1

O C

 [ impropers ]

N -C CA HN

C CA +N O

 [ cmap ]

-C N CA C +N


拓扑文件-ndx

GROMACS 索引文件(通常称为 index.ndx)包含了一些用户可定义的原子集合。大多数分析程序,图形程序(gmx view)和预处理器(gmx grompp)都可以读取这种文件。如果没有提供索引文件,这些程序中的大多数都会创建默认的索引组,因此只有需要特殊组时才需要创建索引文件。首先,将组的名称写在方括号之间。下面的原子编号可以延续任意多行。原子编号从 1 开始。下面是一个示例文件:

image.png

示例中有两个组,总共 9 个原子。第一个组 Oxygen 有 3 个原子。第二个组 Hydrogen 有 6 个原子。可以使用gmx make_ndx工具生成索引文件。


拓扑文件-n2t

这种 GROMACS 文件可用于将结构文件中的原子名称初步转换为相应的原子类型。这主要用于gmx x2top程序,但用户应该知道,此文件中的信息非常有限。下面是一个示例文件(share/top/gromos53a5.ff/atomname2type.n2t)

image.png

文件格式的简短说明如下:

• 第 1 列:原子的元素符号/原子名称中的第一个字符。

• 第 2 列:要指定的原子类型。

• 第 3 列:要指定的电荷。

• 第 4 列:原子的质量。

• 第 5 列:与该原子成键的其他原子的数目 N。后面的字段数与此数字相关;对每个成键原子,指定其元素符号以及其键长的参考距离。

• 第 6 列以后:与待指定参数的原子(第 1 列)相连的 N 个连接(第 5 列)的元素符号和参考键长。参考键长与此文件中指定值的容差为 +/- 10%。对超出此容差的任何键,程序都会将其识别为未与待指定参数的原子相连。


拓扑文件-n2t/oplsaa-atomname2type.n2t

TI opls_966  2.196 47.867 6 O 0.197   O 0.197  O 0.193  O 0.193  O 0.193   O 0.193 

TI opls_966  2.196 47.867 5 O 0.197   O 0.197  O 0.197  O 0.197  O 0.197

TI opls_966  2.196 47.867 4 O 0.197   O 0.197  O 0.197  O 0.197

TI opls_966  2.196 47.867 3 O 0.197   O 0.197  O 0.197

TI opls_966  2.196 47.867 2 O 0.197   O 0.197

TI opls_966  2.196 47.867 1 O 0.197

O opls_967  -1.098 15.994  3 TI 0.197   TI 0.193  TI 0.193

O opls_967  -1.098 15.994  2 TI 0.197   TI 0.193

O opls_967  -1.098 15.994  1 TI 0.197


C    CX    0.0    12.011     3    C 0.14   C 0.14  C 0.14

C    CX    0.0    12.011     2    C 0.14   C 0.14

C    CX    0.0    12.011     1    C 0.14


拓扑文件-atp

atp 文件包含与原子类型有关的一般信息,如原子序数,原子质量(以原子质量单位为单位)。

参考opls力场

OPLS原子类型和质量。

原子类型命名为opls_X,其中X是opls编号。

opls_前缀是为了避免用户混淆原子类型

(总是前缀)分子中的原子数(从不前缀)。

类型1-134来自联合原子OPLS,它可以是

可用于溶剂和/或CH2优化(例如在脂质中)。

显式所有原子参数以opls_135开头。

注:UA酰胺参数-

NMA-类型1,2,3,4,7,39

甲酰胺131,2,12,13

DMF 131,2,3132

乙酰胺1,2,7,12,13

1-65型是蛋白质的联合原子参数,

参见JACS 1101657(1988)。


opls_058   12.01100  ; C  in COOR ester JPC3315(91)

opls_059   15.99940  ; O= in COOR ester 

opls_060   13.01900  ;

opls_061   14.02700  ;

opls_062   15.99940  ; O- in COOR ester

opls_063   15.03500  ; CH3 in COOCH3


拓扑文件-r2b

r2b 文件可以转换残基的残基名称,这些残基在不同力场中可能具有不同的名称,或者根据它们的质子化状态而具有不同的名称。

; rtp residue to rtp building block table

;GMX   Force-field

HISD HSD

HIS1 HSD

HISE HSE

HISH HSP

LYSN LSN

ASPH ASPP

GLUH GLUP

HEM HEME


拓扑文件-hdb

hdb 文件扩展名代表氢原子数据库。当使用gmx pdb2gmx程序构建原本就缺失的氢原子,或由 -ignh选项删除的氢原子时,需要这样一个文件。

ALA     3       

1 1 H N -C CA

1 5 HA CA N C CB

3 4 HB CB CA N

ARG     8       

1 1 H N -C CA

1 5 HA CA N C CB

2 6 HB CB CG CA

2 6 HG CG CD CB

2 6 HD CD NE CG

1 1 HE NE CD CZ

2 3 HH1 NH1 CZ NE

2 3 HH2 NH2 CZ NE


拓扑文件-arn

arn 文件可以将原子的名称从力场名称重命名为 IUPAC/PDB 定义的名称,这样更容易进行可视化和识别。

; atom renaming specification

; residue gromacs forcefield

  * H HN


拓扑文件-vsd

vsd 文件包含了在一个力场中,如何为多个不同的分子设置虚拟位点的信息。

;生成虚拟芳香环的数据。

;事实上,我们并不需要所有这些联系和角度,

;但通过在此处指定它们,更容易改进

;稍后将显示虚拟生成代码。

[ PHE ]

  CG CD1 0.140

  CG CD2 0.140

  CD1    CE1 0.140

  CD2 CE2 0.140

  CE1    CZ 0.140

  CE2 CZ 0.140

  CD1 HD1 0.108

  CD2 HD2 0.108

  CE1 HE1 0.108

  CE2    HE2 0.108

  CZ    HZ 0.108

  CG    CD1 CE1 120.0

  CD1  CE1 CZ 120.0

  CE1    CZ CE2 120.0

  CZ    CE2 CD2 120.0

  CE2 CD2 CG 120.0

  CD2 CG CD1 120.0

  CG    CD1 HD1 120.0

  CG    CD2 HD2 120.0

  HD1    CD1 CE1 120.0

  CD1    CE1 HE1 120.0

  HE1 CE1 CZ 120.0

  CE1    CZ HZ 120.0

  HZ    CZ CE2 120.0

  CZ  CE2 HE2 120.0

  HE2 CE2 CD2 120.0

  HD2    CD2 CG 120.0


拓扑文件-tdb

tdb 文件包含了氨基酸末端的信息,这些末端可用于对多肽链进行封端。

[ GLY-NH3+ ]

[ replace ]

N opls_287 14.0027 -0.3

CA opls_292B 12.011 0.19

[ add ]

3 4 H N CA C

opls_290 1.008 0.33

[ delete ]

H


拓扑文件-arn

arn 文件可以将原子的名称从力场名称重命名为 IUPAC/PDB 定义的名称,这样更容易进行可视化和识别。

; atom renaming specification

; residue   gromacs  forcefield

  NALA      H H1

  NGLY      H H1

  NSER      H H1

  NTHR      H H1

  NLEU      H H1

  NILE      H H1

  NVAL      H H1

  NASN      H H1

  NGLN      H H1


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