gromacs文件介绍

top, gro, pdb, itp等文件

Posted by xiaodechao on March 29, 2021

更多文件介绍

1 pdb文件

pdb文件,常用的是蛋白质,可从Protein Data Bank获得。

注意:

文件的位置对应特定的信息,pdb文件修改对应好

ATOM 1 H1 LYS 1 14.260 6.590 34.480 1.00 0.00 
ATOM 2 H2 LYS 1 13.760 5.000 34.340 1.00 0.00 
ATOM 3 N  LYS 1 14.090 5.850 33.800 1.00 0.00 
ATOM 4 H3 LYS 1 14.920 5.560 33.270 1.00 0.00 
... 
...

以第一行为例

1 ATOM不重要不做解释。

2 数字1表示原子序号,给文件中的原子排序,不能重复。

3 H1代表了原子名称,同意分子中保证独一无二,不能重复。

4 LYS代表了残基类型,用来划分原子的,将原子划分成固定的原子组合,这一组的原子在力场中受到的力,在gromacs的力场文件定义了残基类型。

5 1 代表group, 同一分子的group是同一个。

6 14.260 6.590 34.480 代表了原子坐标,描述了一个分子的空间结构,以及盒子中粒子的位置。

7 1.00 0.00 代表着初速度,不重要,可以省略。

2 gro文件

gro文件包含信息与pdb文件类似,可用通过gmx editconf -f **.pdb -o **.gro 相互转化,gro文件,用于分子动力学模拟,需要将pdb文件转化成gro文件使用。

MD of 2 waters, t= 0.0
6
1WATER  OW11   0.126   1.624   1.679  0.1227 -0.0580  0.0434
1WATER  HW22   0.190   1.661   1.747  0.8085  0.3191 -0.7791
1WATER  HW33   0.177   1.568   1.613 -0.9045 -2.6469  1.3180
2WATER  OW14   1.275   0.053   0.622  0.2519  0.3140 -0.1734
2WATER  HW25   1.337   0.002   0.680 -1.0641 -1.1349  0.0257
2WATER  HW36   1.326   0.120   0.568  1.9427 -0.8216 -0.0244
   1.82060   1.82060   1.82060

1 第一行不重要

2 第二行表示原子数目

3 从左往右一代表

  • 残基数(5位,整数)

  • 残基名称(5个字符)

  • 原子名称(5个字符)

  • 原子数(5个位置,整数)

  • 位置(以nm为单位,在3列中为xyz,每8个位置,小数点后3位)

  • 速度(以nm / ps(或km / s)为单位,在3列中xyz,每8个位置,小数点后4位)

4 最后一行代表盒子大小

a,b.c

3 top文件#

top文件描述的是力场,gromacs必须的文件是gro和top文件,比较复杂,只描述几个比较重要的信息

;
;	Example topology file
;
[ defaults ]
; nbfunccomb-rule   gen-pairs   fudgeLJ fudgeQQ
  1 1   no  1.0 1.0

; The force field files to be included
#include "rt41c5.itp"	

[ moleculetype ]
; name  nrexcl
Urea 3

[ atoms ]
;   nrtype   resnr  residuatomcgnr  charge
 1   C   1UREA  C1   1	 0.683	
 2   O   1UREA  O2   1	-0.683
 3  NT   1UREA  N3   2	-0.622
 4   H   1UREA  H4   2	 0.346
 5   H   1UREA  H5   2	 0.276
 6  NT   1UREA  N6   3	-0.622
 7   H   1UREA  H7   3   0.346
 8   H   1UREA  H8   3	 0.276

[ bonds ]
;  aiaj funct   c0   c1
3 4 1 1.000000e-01 3.744680e+05 
3 5 1 1.000000e-01 3.744680e+05 
6 7 1 1.000000e-01 3.744680e+05 
6 8 1 1.000000e-01 3.744680e+05 
1 2 1 1.230000e-01 5.020800e+05 
1 3 1 1.330000e-01 3.765600e+05 
1 6 1 1.330000e-01 3.765600e+05 

[ pairs ]
;  aiaj funct   c0   c1
2 4 1 0.000000e+00 0.000000e+00 
2 5 1 0.000000e+00 0.000000e+00 
2 7 1 0.000000e+00 0.000000e+00 
2 8 1 0.000000e+00 0.000000e+00 
3 7 1 0.000000e+00 0.000000e+00 
3 8 1 0.000000e+00 0.000000e+00 
4 6 1 0.000000e+00 0.000000e+00 
5 6 1 0.000000e+00 0.000000e+00 

[ angles ]
;  aiajak funct   c0   c1
1 3 4 1 1.200000e+02 2.928800e+02 
1 3 5 1 1.200000e+02 2.928800e+02 
4 3 5 1 1.200000e+02 3.347200e+02 
1 6 7 1 1.200000e+02 2.928800e+02 
1 6 8 1 1.200000e+02 2.928800e+02 
7 6 8 1 1.200000e+02 3.347200e+02 
2 1 3 1 1.215000e+02 5.020800e+02 
2 1 6 1 1.215000e+02 5.020800e+02 
3 1 6 1 1.170000e+02 5.020800e+02 

[ dihedrals ]
;  aiajakal funct   c0   c1   c2
2 1 3 4 1 1.800000e+02 3.347200e+01 2.000000e+00 
6 1 3 4 1 1.800000e+02 3.347200e+01 2.000000e+00 
2 1 3 5 1 1.800000e+02 3.347200e+01 2.000000e+00 
6 1 3 5 1 1.800000e+02 3.347200e+01 2.000000e+00 
2 1 6 7 1 1.800000e+02 3.347200e+01 2.000000e+00 
3 1 6 7 1 1.800000e+02 3.347200e+01 2.000000e+00 
2 1 6 8 1 1.800000e+02 3.347200e+01 2.000000e+00 
3 1 6 8 1 1.800000e+02 3.347200e+01 2.000000e+00 

[ dihedrals ]
;  aiajakal funct   c0   c1
3 4 5 1 2 0.000000e+00 1.673600e+02 
6 7 8 1 2 0.000000e+00 1.673600e+02 
1 3 6 2 2 0.000000e+00 1.673600e+02 

; Include SPC water topology
#include "spc.itp"

[ system ]
Urea in Water

[ molecules ]
Urea	1
SOL	1000

1 [ system ] 定义系统,不重要

2 [ molecules ] ,描述的是系统中的分子数,注意要与gro文件中的顺序对应

3 include “rt41c5.itp”以及[ atoms ]到[ dihedrals ]的内容是描述的一个分子的力场,可以写在itp文件以及top文件中,写在itp文件中的只需要include一下。 其中部分的itp文件在gromacs安装目录的top文件中的力场文件里面。include 路径包含groamcs安装目录top/力场/以及当前目录。

4 itp文件#

[ moleculetype ]
; name  nrexcl
Urea 3

[ atoms ]
;   nrtype   resnr  residuatomcgnr  charge
 1   C   1UREA  C1   1   0.683  
 2   O   1UREA  O2   1  -0.683
 3  NT   1UREA  N3   2  -0.622
 4   H   1UREA  H4   2   0.346
 5   H   1UREA  H5   2   0.276
 6  NT   1UREA  N6   3  -0.622
 7   H   1UREA  H7   3   0.346
 8   H   1UREA  H8   3   0.276

[ bonds ]
;  aiaj funct   c0   c1
3 4 1 1.000000e-01 3.744680e+05 
3 5 1 1.000000e-01 3.744680e+05 
6 7 1 1.000000e-01 3.744680e+05 
6 8 1 1.000000e-01 3.744680e+05 
1 2 1 1.230000e-01 5.020800e+05 
1 3 1 1.330000e-01 3.765600e+05 
1 6 1 1.330000e-01 3.765600e+05 

[ pairs ]
;  aiaj funct   c0   c1
2 4 1 0.000000e+00 0.000000e+00 
2 5 1 0.000000e+00 0.000000e+00 
2 7 1 0.000000e+00 0.000000e+00 
2 8 1 0.000000e+00 0.000000e+00 
3 7 1 0.000000e+00 0.000000e+00 
3 8 1 0.000000e+00 0.000000e+00 
4 6 1 0.000000e+00 0.000000e+00 
5 6 1 0.000000e+00 0.000000e+00 

[ angles ]
;  aiajak funct   c0   c1
1 3 4 1 1.200000e+02 2.928800e+02 
1 3 5 1 1.200000e+02 2.928800e+02 
4 3 5 1 1.200000e+02 3.347200e+02 
1 6 7 1 1.200000e+02 2.928800e+02 
1 6 8 1 1.200000e+02 2.928800e+02 
7 6 8 1 1.200000e+02 3.347200e+02 
2 1 3 1 1.215000e+02 5.020800e+02 
2 1 6 1 1.215000e+02 5.020800e+02 
3 1 6 1 1.170000e+02 5.020800e+02 

[ dihedrals ]
;  aiajakal funct   c0   c1   c2
2 1 3 4 1 1.800000e+02 3.347200e+01 2.000000e+00 
6 1 3 4 1 1.800000e+02 3.347200e+01 2.000000e+00 
2 1 3 5 1 1.800000e+02 3.347200e+01 2.000000e+00 
6 1 3 5 1 1.800000e+02 3.347200e+01 2.000000e+00 
2 1 6 7 1 1.800000e+02 3.347200e+01 2.000000e+00 
3 1 6 7 1 1.800000e+02 3.347200e+01 2.000000e+00 
2 1 6 8 1 1.800000e+02 3.347200e+01 2.000000e+00 
3 1 6 8 1 1.800000e+02 3.347200e+01 2.000000e+00 

[ dihedrals ]
;  aiajakal funct   c0   c1
3 4 5 1 2 0.000000e+00 1.673600e+02 
6 7 8 1 2 0.000000e+00 1.673600e+02 
1 3 6 2 2 0.000000e+00 1.673600e+02

包含了原子,键角,二面角,等信息,将top中的部分信息提取。

5 rtp文件

rtp文件定义残基的文件,定义后可以使用gmx pdb2gmx命令获得top文件

[ bondedtypes ]  ; mandatory
; bonds  angles  dihedrals  impropers
 1   1  1  2  ; mandatory

[ GLY ]  ; mandatory

 [ atoms ]  ; mandatory 
; name  type  charge  chargegroup   
 N N  -0.280 0
 H H   0.280 0
CA CH2   0.000 1
 C C   0.380 2
 O O  -0.380 2

 [ bonds ]  ; optional
;atom1 atom2  b0  kb
 N H
 NCA
CA C
 C O
-C N

 [ exclusions ]  ; optional
;atom1 atom2

 [ angles ]  ; optional
;atom1 atom2 atom3th0cth

 [ dihedrals ]  ; optional
;atom1 atom2 atom3 atom4   phi0 cp   mult

 [ impropers ]  ; optional
;atom1 atom2 atom3 atom4 q0 cq
 N-CCA H
-C   -CA N-O


[ ZN ]
 [ atoms ]
ZNZN   2.000 0

1 [ bondedtypes ]定义了计算键,键角,的方式

6 mdp文件

gromacs模拟所需参数,网上搜索就行,相差不大