[gmx-users] Charmm36 in Gromacs: missing dihedrals

Jon Fuller jonathan.fuller at gmail.com
Wed May 25 13:56:29 CEST 2011


Dear all,

I thought that I would reply to this thread as I am having similar
problems and there didn't seem to be an obvious solution.
I wanted to run a simulation of a POPE bilayer using the Charmm36
parameters from the Gromacs website. So I used pdb2gmx to generate a
.top file.

I used the input file from this website:
wget http://terpconnect.umd.edu/~jbklauda/research/download/pope80-c36npt.pdb

pdb2gmx -f pope80-c36npt.pdb -o pope.pdb -p pope.top -ff charmm36
(I then selected option 3 (tips3p charmm water))

I found that whilst pdb2gmx completes 'successfully', no bond, angle
or dihedral terms are generated in the resulting top file. I found
this behaviour when running both pdb2gmx version 4.5.3 and version
4.5.4. As a further check I also found the same behaviour if I used
the charmm27 parameters. I found this related thread, but there was no
obvious solution to the problem.

As far as I can tell I am using a reasonable procedure. Can anyone
spot something that I'm doing wrong to cause this behaviour?
I have pasted the output from pdb2gmx below and truncated results from
the top file below this.

Many thanks in advance,

Jon

                 :-)  G  R  O  M  A  C  S  (-:

              GROningen Mixture of Alchemy and Childrens' Stories

                            :-)  VERSION 4.5.3  (-:
...
...
Using the Charmm36 force field in directory charmm36.ff

Opening force field file
/home/fullerjn/Software/gromacs-4.5.3_install/share/gromacs/top/charmm36.ff/watermodels.dat

Select the Water Model:
 1: TIP3P   TIP 3-point, recommended
 2: TIP4P   TIP 4-point
 3: TIPS3P  CHARMM TIP 3-point with LJ on H's (note: twice as slow in GROMACS)
 4: SPC     simple point charge
 5: SPC/E   extended simple point charge
 6: None
3
Opening force field file
/home/fullerjn/Software/gromacs-4.5.3_install/share/gromacs/top/charmm36.ff/aminoacids.r2b
Reading pope80-c36npt.pdb...
Read 17683 atoms
Analyzing pdb file
Splitting PDB chains based on TER records or changing chain id.
There are 1 chains and 0 blocks of water and 256 residues with 17683 atoms

  chain  #res #atoms
  1 ' '  2641  17683

All occupancies are one
Opening force field file
/home/fullerjn/Software/gromacs-4.5.3_install/share/gromacs/top/charmm36.ff/atomtypes.atp
Atomtype 1
Reading residue database... (charmm36)
Opening force field file
/home/fullerjn/Software/gromacs-4.5.3_install/share/gromacs/top/charmm36.ff/aminoacids.rtp
Residue 41
Sorting it all out...
Opening force field file
/home/fullerjn/Software/gromacs-4.5.3_install/share/gromacs/top/charmm36.ff/dna.rtp
Residue 53
Sorting it all out...
Opening force field file
/home/fullerjn/Software/gromacs-4.5.3_install/share/gromacs/top/charmm36.ff/lipids.rtp
Residue 89
Sorting it all out...
Opening force field file
/home/fullerjn/Software/gromacs-4.5.3_install/share/gromacs/top/charmm36.ff/rna.rtp
Residue 101
Sorting it all out...
Opening force field file
/home/fullerjn/Software/gromacs-4.5.3_install/share/gromacs/top/charmm36.ff/aminoacids.hdb
Opening force field file
/home/fullerjn/Software/gromacs-4.5.3_install/share/gromacs/top/charmm36.ff/lipids.hdb
Opening force field file
/home/fullerjn/Software/gromacs-4.5.3_install/share/gromacs/top/charmm36.ff/aminoacids.n.tdb
Opening force field file
/home/fullerjn/Software/gromacs-4.5.3_install/share/gromacs/top/charmm36.ff/aminoacids.c.tdb
Processing chain 1 (17683 atoms, 2641 residues)
There are 80 donors and 0 acceptors
There are 0 hydrogen bonds
Warning: Starting residue POPE1 in chain not identified as Protein/RNA/DNA.
Warning: Starting residue POPE2 in chain not identified as Protein/RNA/DNA.
Warning: Starting residue POPE3 in chain not identified as Protein/RNA/DNA.
Warning: Starting residue POPE4 in chain not identified as Protein/RNA/DNA.
Warning: Starting residue POPE5 in chain not identified as Protein/RNA/DNA.
More than 5 unidentified residues at start of chain - disabling
further warnings.
Problem with chain definition, or missing terminal residues.
This chain does not appear to contain a recognized chain molecule.
If this is incorrect, you can edit residuetypes.dat to modify the behavior.
8 out of 8 lines of specbond.dat converted successfully
Opening force field file
/home/fullerjn/Software/gromacs-4.5.3_install/share/gromacs/top/charmm36.ff/aminoacids.arn
Checking for duplicate atoms....
Now there are 2641 residues with 17683 atoms
Making bonds...
Number of bonds was 17603, now 17603
Generating angles, dihedrals and pairs...
Before cleaning: 26320 pairs
Before cleaning: 26320 dihedrals
Keeping all generated dihedrals
Making cmap torsions...There are 26320 dihedrals,  160 impropers, 26723 angles
          26320 pairs,     17603 bonds and     0 virtual sites
Total mass 103578.495 a.m.u.
Total charge 0.000 e
Writing topology

Writing coordinate file...
		--------- PLEASE NOTE ------------
You have successfully generated a topology from: pope80-c36npt.pdb.
The Charmm36 force field and the tips3p water model are used.
		--------- ETON ESAELP ------------

###
# pope.top
###
;
; File 'pope.top' was generated
; By user: onbekend (0)
; On host: onbekend
; At date: Mon May 23 17:31:33 2011
;
; This is a standalone topology file
;
; It was generated using program:
; pdb2gmx - VERSION 4.5.3
;
; Command line was:
; pdb2gmx -f pope80-c36npt.pdb -o pope.pdb -p pope.top -ff charmm36
;
; Force field was read from the standard Gromacs share directory.
;
; Include forcefield parameters
#include "charmm36.ff/forcefield.itp"
[ moleculetype ]
; Name            nrexcl
Other               3
[ atoms ]
;   nr       type  resnr residue  atom   cgnr     charge       mass
typeB    chargeB      massB
; residue   1 POPE rtp POPE q  0.0
     1       NH3L      1   POPE      N      1       -0.3     14.007
; qtot -0.3
     2        HCL      1   POPE    HN1      2       0.33      1.008
; qtot 0.03
     3        HCL      1   POPE    HN2      3       0.33      1.008
; qtot 0.36
     4        HCL      1   POPE    HN3      4       0.33      1.008
; qtot 0.69
     5       CTL2      1   POPE    C12      5       0.13     12.011
; qtot 0.82
     6       HAL2      1   POPE   H12A      6       0.09      1.008
; qtot 0.91
     7       HAL2      1   POPE   H12B      7       0.09      1.008   ; qtot 1
     8       CTL2      1   POPE    C11      8      -0.08     12.011
; qtot 0.92
     9       HAL2      1   POPE   H11A      9       0.09      1.008
; qtot 1.01
    10       HAL2      1   POPE   H11B     10       0.09      1.008   ; qtot 1.1
    11         PL      1   POPE      P     11        1.5     30.974   ; qtot 2.6
    12        O2L      1   POPE    O13     12      -0.78    15.9994
; qtot 1.82
    13        O2L      1   POPE    O14     13      -0.78    15.9994
; qtot 1.04
    14       OSLP      1   POPE    O11     14      -0.57    15.9994
; qtot 0.47
    15       OSLP      1   POPE    O12     15      -0.57    15.9994
; qtot -0.1
    16       CTL2      1   POPE     C1     16      -0.08     12.011
; qtot -0.18
    17       HAL2      1   POPE     HA     17       0.09      1.008
; qtot -0.09
    18       HAL2      1   POPE     HB     18       0.09      1.008   ; qtot 0
    19       CTL1      1   POPE     C2     19       0.17     12.011
; qtot 0.17
    20       HAL1      1   POPE     HS     20       0.09      1.008
; qtot 0.26
    21        OSL      1   POPE    O21     21      -0.49    15.9994
; qtot -0.23
    22         CL      1   POPE    C21     22        0.9     12.011
; qtot 0.67
    23        OBL      1   POPE    O22     23      -0.63    15.9994
; qtot 0.04
    24       CTL2      1   POPE    C22     24      -0.22     12.011
; qtot -0.18
    25       HAL2      1   POPE    H2R     25       0.09      1.008
; qtot -0.09
    26       HAL2      1   POPE    H2S     26       0.09      1.008   ; qtot 0
    27       CTL2      1   POPE     C3     27       0.08     12.011
; qtot 0.08
    28       HAL2      1   POPE     HX     28       0.09      1.008
; qtot 0.17
    29       HAL2      1   POPE     HY     29       0.09      1.008
; qtot 0.26
    30        OSL      1   POPE    O31     30      -0.49    15.9994
; qtot -0.23
    31         CL      1   POPE    C31     31        0.9     12.011
; qtot 0.67
    32        OBL      1   POPE    O32     32      -0.63    15.9994
; qtot 0.04
    33       CTL2      1   POPE    C32     33      -0.22     12.011
; qtot -0.18
    34       HAL2      1   POPE    H2X     34       0.09      1.008
; qtot -0.09
    35       HAL2      1   POPE    H2Y     35       0.09      1.008   ; qtot 0
    36       CTL2      1   POPE    C23     36      -0.18     12.011
; qtot -0.18
    37       HAL2      1   POPE    H3R     37       0.09      1.008
; qtot -0.09
    38       HAL2      1   POPE    H3S     38       0.09      1.008   ; qtot 0
    39       CTL2      1   POPE    C24     39      -0.18     12.011
; qtot -0.18
    40       HAL2      1   POPE    H4R     40       0.09      1.008
; qtot -0.09
    41       HAL2      1   POPE    H4S     41       0.09      1.008   ; qtot 0
    42       CTL2      1   POPE    C25     42      -0.18     12.011
; qtot -0.18
    43       HAL2      1   POPE    H5R     43       0.09      1.008
; qtot -0.09
    44       HAL2      1   POPE    H5S     44       0.09      1.008   ; qtot 0
    45       CTL2      1   POPE    C26     45      -0.18     12.011
; qtot -0.18
    46       HAL2      1   POPE    H6R     46       0.09      1.008
; qtot -0.09
    47       HAL2      1   POPE    H6S     47       0.09      1.008   ; qtot 0
    48       CTL2      1   POPE    C27     48      -0.18     12.011
; qtot -0.18
    49       HAL2      1   POPE    H7R     49       0.09      1.008
; qtot -0.09
    50       HAL2      1   POPE    H7S     50       0.09      1.008   ; qtot 0
    51       CTL2      1   POPE    C28     51      -0.18     12.011
; qtot -0.18
    52       HAL2      1   POPE    H8R     52       0.09      1.008
; qtot -0.09
    53       HAL2      1   POPE    H8S     53       0.09      1.008   ; qtot 0
    54       CEL1      1   POPE    C29     54      -0.15     12.011
; qtot -0.15
    55       HEL1      1   POPE    H91     55       0.15      1.008   ; qtot 0
    56       CEL1      1   POPE   C210     56      -0.15     12.011
; qtot -0.15
    57       HEL1      1   POPE   H101     57       0.15      1.008   ; qtot 0
    58       CTL2      1   POPE   C211     58      -0.18     12.011
; qtot -0.18
    59       HAL2      1   POPE   H11R     59       0.09      1.008
; qtot -0.09
    60       HAL2      1   POPE   H11S     60       0.09      1.008   ; qtot 0
    61       CTL2      1   POPE   C212     61      -0.18     12.011
; qtot -0.18
    62       HAL2      1   POPE   H12R     62       0.09      1.008
; qtot -0.09
    63       HAL2      1   POPE   H12S     63       0.09      1.008   ; qtot 0
    64       CTL2      1   POPE   C213     64      -0.18     12.011
; qtot -0.18
    65       HAL2      1   POPE   H13R     65       0.09      1.008
; qtot -0.09
    66       HAL2      1   POPE   H13S     66       0.09      1.008   ; qtot 0
    67       CTL2      1   POPE   C214     67      -0.18     12.011
; qtot -0.18
    68       HAL2      1   POPE   H14R     68       0.09      1.008
; qtot -0.09
    69       HAL2      1   POPE   H14S     69       0.09      1.008   ; qtot 0
    70       CTL2      1   POPE   C215     70      -0.18     12.011
; qtot -0.18
    71       HAL2      1   POPE   H15R     71       0.09      1.008
; qtot -0.09
    72       HAL2      1   POPE   H15S     72       0.09      1.008   ; qtot 0
    73       CTL2      1   POPE   C216     73      -0.18     12.011
; qtot -0.18
    74       HAL2      1   POPE   H16R     74       0.09      1.008
; qtot -0.09
    75       HAL2      1   POPE   H16S     75       0.09      1.008   ; qtot 0
    76       CTL2      1   POPE   C217     76      -0.18     12.011
; qtot -0.18
    77       HAL2      1   POPE   H17R     77       0.09      1.008
; qtot -0.09
    78       HAL2      1   POPE   H17S     78       0.09      1.008   ; qtot 0
    79       CTL3      1   POPE   C218     79      -0.27     12.011
; qtot -0.27
    80       HAL3      1   POPE   H18R     80       0.09      1.008
; qtot -0.18
    81       HAL3      1   POPE   H18S     81       0.09      1.008
; qtot -0.09
    82       HAL3      1   POPE   H18T     82       0.09      1.008   ; qtot 0
    83       CTL2      1   POPE    C33     83      -0.18     12.011
; qtot -0.18
    84       HAL2      1   POPE    H3X     84       0.09      1.008
; qtot -0.09
    85       HAL2      1   POPE    H3Y     85       0.09      1.008   ; qtot 0
    86       CTL2      1   POPE    C34     86      -0.18     12.011
; qtot -0.18
    87       HAL2      1   POPE    H4X     87       0.09      1.008
; qtot -0.09
    88       HAL2      1   POPE    H4Y     88       0.09      1.008   ; qtot 0
    89       CTL2      1   POPE    C35     89      -0.18     12.011
; qtot -0.18
    90       HAL2      1   POPE    H5X     90       0.09      1.008
; qtot -0.09
    91       HAL2      1   POPE    H5Y     91       0.09      1.008   ; qtot 0
    92       CTL2      1   POPE    C36     92      -0.18     12.011
; qtot -0.18
    93       HAL2      1   POPE    H6X     93       0.09      1.008
; qtot -0.09
    94       HAL2      1   POPE    H6Y     94       0.09      1.008   ; qtot 0
    95       CTL2      1   POPE    C37     95      -0.18     12.011
; qtot -0.18
    96       HAL2      1   POPE    H7X     96       0.09      1.008
; qtot -0.09
    97       HAL2      1   POPE    H7Y     97       0.09      1.008   ; qtot 0
    98       CTL2      1   POPE    C38     98      -0.18     12.011
; qtot -0.18
    99       HAL2      1   POPE    H8X     99       0.09      1.008
; qtot -0.09
   100       HAL2      1   POPE    H8Y    100       0.09      1.008   ; qtot 0
   101       CTL2      1   POPE    C39    101      -0.18     12.011
; qtot -0.18
   102       HAL2      1   POPE    H9X    102       0.09      1.008
; qtot -0.09
   103       HAL2      1   POPE    H9Y    103       0.09      1.008   ; qtot 0
   104       CTL2      1   POPE   C310    104      -0.18     12.011
; qtot -0.18
   105       HAL2      1   POPE   H10X    105       0.09      1.008
; qtot -0.09
   106       HAL2      1   POPE   H10Y    106       0.09      1.008   ; qtot 0
   107       CTL2      1   POPE   C311    107      -0.18     12.011
; qtot -0.18
   108       HAL2      1   POPE   H11X    108       0.09      1.008
; qtot -0.09
   109       HAL2      1   POPE   H11Y    109       0.09      1.008   ; qtot 0
   110       CTL2      1   POPE   C312    110      -0.18     12.011
; qtot -0.18
   111       HAL2      1   POPE   H12X    111       0.09      1.008
; qtot -0.09
   112       HAL2      1   POPE   H12Y    112       0.09      1.008   ; qtot 0
   113       CTL2      1   POPE   C313    113      -0.18     12.011
; qtot -0.18
   114       HAL2      1   POPE   H13X    114       0.09      1.008
; qtot -0.09
   115       HAL2      1   POPE   H13Y    115       0.09      1.008   ; qtot 0
   116       CTL2      1   POPE   C314    116      -0.18     12.011
; qtot -0.18
   117       HAL2      1   POPE   H14X    117       0.09      1.008
; qtot -0.09
   118       HAL2      1   POPE   H14Y    118       0.09      1.008   ; qtot 0
   119       CTL2      1   POPE   C315    119      -0.18     12.011
; qtot -0.18
   120       HAL2      1   POPE   H15X    120       0.09      1.008
; qtot -0.09
   121       HAL2      1   POPE   H15Y    121       0.09      1.008   ; qtot 0
   122       CTL3      1   POPE   C316    122      -0.27     12.011
; qtot -0.27
   123       HAL3      1   POPE   H16X    123       0.09      1.008
; qtot -0.18
   124       HAL3      1   POPE   H16Y    124       0.09      1.008
; qtot -0.09
   125       HAL3      1   POPE   H16Z    125       0.09      1.008   ; qtot 0
; residue   2 POPE rtp POPE q  0.0
   126       NH3L      2   POPE      N    126       -0.3     14.007
; qtot -0.3
   127        HCL      2   POPE    HN1    127       0.33      1.008
; qtot 0.03
   128        HCL      2   POPE    HN2    128       0.33      1.008
; qtot 0.36
   129        HCL      2   POPE    HN3    129       0.33      1.008
; qtot 0.69
...
; residue 256 TIP3 rtp TIP3 q  0.0
 17678         OT    2560  TIP3    OH2  12560     -0.834    15.9994
; qtot -0.834
 17679         HT    2560  TIP3     H1  12560      0.417      1.008
; qtot -0.417
 17680         HT    2560  TIP3     H2  12560      0.417      1.008   ; qtot 0
...
[ bonds ]
;  ai    aj funct            c0            c1            c2            c3
    1     2     1
    1     3     1
    1     4     1
    1     5     1
    5     6     1
    5     7     1
....
 9995  9999     1
 9995 10000     1
 9996  9998     1
 9996  9999     1
 9996 10000     1
[ angles ]
;  ai    aj    ak funct            c0            c1            c2            c3
    2     1     3     5
    2     1     4     5
    2     1     5     5
    3     1     4     5
    3     1     5     5
    4     1     5     5
....
17678 17679 17680     5
17678 17680 17679     5
17682 17681 17683     5
17681 17682 17683     5
17681 17683 17682     5
[ dihedrals ]
;  ai    aj    ak    al funct            c0            c1
c2            c3            c4            c5
    2     1     5     6     9
    2     1     5     7     9
    2     1     5     8     9
    3     1     5     6     9
    3     1     5     7     9
    3     1     5     8     9
    4     1     5     6     9
    4     1     5     7     9
    4     1     5     8     9
    1     5     8     9     9
....
 9772  9771  9774  9773     2
 9781  9780  9783  9782     2
 9897  9896  9899  9898     2
 9906  9905  9908  9907     2
; Include Position restraint file
#ifdef POSRES
#include "posre.itp"
#endif
; Include water topology
#include "charmm36.ff/tips3p.itp"
#ifdef POSRES_WATER
; Position restraint for each water oxygen
[ position_restraints ]
;  i funct       fcx        fcy        fcz
   1    1       1000       1000       1000
#endif
; Include topology for ions
#include "charmm36.ff/ions.itp"
[ system ]
; Name
Protein
[ molecules ]
; Compound        #mols
Other               1



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