[gmx-users] Topology file of molecule

Justin Lemkul jalemkul at vt.edu
Thu Nov 23 13:55:17 CET 2017



On 11/23/17 7:51 AM, Magnus Lundborg wrote:
> Dear Krzysztof,
>
> I wouldn't be too worried about the fact that GAFF parameters have 
> been used for proper and improper torsion angles. It happens quite a 
> lot with the OPLS-AA forcefield. But as always, it is good to verify 
> that the topology behaves as expected. Unfortunately there is no 
> objective way to do this. If there are no experimentally measured 
> properties available of your molecule it is a bit risky to proceed. 
> However, I would recommend running short simulations of the molecule 
> in vacuum (NVT) and in a simulation box solvated by itself just to see 
> that it does at least not behave very strangely. If it seems OK I 
> think you can proceed with your studies, but as always with an eye 
> open for strange behaviour.
>

The rigorous test is to perform a QM energy scan over the dihedral. 
Rotate in increments of 15 degrees, optimize, and calculate the energy. 
This gives you a one-dimensional potential energy surface. Do the 
corresponding MM evaluations with the force field (in vacuo) and verify 
that the positions and magnitudes of the minima are comparable. If 
they're not, you need to do some refinement of the parameters. Otherwise 
it is extremely hard to define what "strange" is in a simulation; you 
don't know what the molecule should be doing in the first place.

-Justin

> I hope that helps you.
>
> Best regards,
>
> Magnus
>
> On 2017-11-23 10:24, Krzysztof Kolman wrote:
>> Dear Gromacs Users,
>>
>> I would like to perform a simulation of adsorption of 
>> 3,4-Dihydroxybenzoic
>> acid (34DHBA) on silica surface using the OPLS-AA forcefield. I created
>> topology files for the silica surface based on the information found in
>> papers describing simulations of quartz (Wensink 2000
>> - 10.1021/la053284f, van der Spoel 2006 -10.1021/la053284f ). The 
>> topology
>> for 34DHBA was created using STaGE script (Lundborg 2015
>> - 10.1021/jp505332p) but some of the parameters (dihedrals) were missing
>> and GAFF parameters were used instead. Please find below the content 
>> of itp
>> file:
>>
>> [ moleculetype ]
>> ; Name            nrexcl
>>   34DHBA_opls 3
>>
>> [ atoms ]
>> ;   nr  type  resi  res  atom  cgnr     charge      mass       ; qtot
>>   bond_type
>>    1    opls_145 1   LIG   C1    1     -0.115000   12.01100 ; -0.115000
>>   CA
>>    2    opls_166 1   LIG   C2    2      0.150000   12.01100 ; 0.035000
>>   CA
>>    3    opls_166 1   LIG   C3    3      0.150000   12.01100 ; 0.185000
>>   CA
>>    4    opls_145 1   LIG   C4    4     -0.115000   12.01100 ; 0.070000
>>   CA
>>    5    opls_145 1   LIG   C5    5     -0.115000   12.01100 ; -0.045000
>>   CA
>>    6    opls_145 1   LIG   C6    6     -0.115000   12.01100 ; -0.160000
>>   CA
>>    7    opls_167 1   LIG   OC3   7     -0.585000   15.99940 ; -0.745000
>>   OH
>>    8    opls_167 1   LIG   OC2   8     -0.585000   15.99940 ; -1.330000
>>   OH
>>    9    opls_470 1   LIG   C9    9      0.635000   12.01100 ; -0.695000
>>   C
>>    10   opls_269 1   LIG   OC91  10    -0.440000   15.99940 ; -1.135000
>>   O_3
>>    11   opls_268 1   LIG   OC92  11    -0.530000   15.99940 ; -1.665000
>>   OH
>>    12   opls_146 1   LIG   HC1   12     0.115000    1.00800 ; -1.550000
>>   HA
>>    13   opls_146 1   LIG   HC4   13     0.115000    1.00800 ; -1.435000
>>   HA
>>    14   opls_146 1   LIG   HC6   14     0.115000    1.00800 ; -1.320000
>>   HA
>>    15   opls_168 1   LIG   HO3   15     0.435000    1.00800 ; -0.885000
>>   HO
>>    16   opls_168 1   LIG   HO2   16     0.435000    1.00800 ; -0.450000
>>   HO
>>    17   opls_270 1   LIG   HO92  17     0.450000    1.00800 ; 0.000000
>>   HO
>>
>> [ bonds ]
>> ;   ai     aj funct   r             k
>>      1   2   1   1.4000e-01   3.9246e+05 ; CA - CA
>>      1   6   1   1.4000e-01   3.9246e+05 ; CA - CA
>>      1   12   1   1.0800e-01   3.0711e+05 ; CA - HA
>>      2   3   1   1.4000e-01   3.9246e+05 ; CA - CA
>>      2   8   1   1.3640e-01   3.7656e+05 ; CA - OH
>>      3   4   1   1.4000e-01   3.9246e+05 ; CA - CA
>>      3   7   1   1.3640e-01   3.7656e+05 ; CA - OH
>>      4   5   1   1.4000e-01   3.9246e+05 ; CA - CA
>>      4   13   1   1.0800e-01   3.0711e+05 ; CA - HA
>>      5   6   1   1.4000e-01   3.9246e+05 ; CA - CA
>>      5   9   1   1.4900e-01   3.3472e+05 ; CA - C
>>      6   14   1   1.0800e-01   3.0711e+05 ; CA - HA
>>      7   15   1   9.4500e-02   4.6275e+05 ; OH - HO
>>      8   16   1   9.4500e-02   4.6275e+05 ; OH - HO
>>      9   10   1   1.2290e-01   4.7698e+05 ; C - O_3
>>      9   11   1   1.3640e-01   3.7656e+05 ; C - OH
>>      11   17   1   9.4500e-02   4.6275e+05 ; OH - HO
>>
>> [ pairs ]
>> ;   ai     aj    funct
>>       1      4      1 ;     C1 - C4
>>       1      7      1 ;     C1 - OC3
>>       1      9      1 ;     C1 - C9
>>       1     16      1 ;     C1 - HO2
>>       2      5      1 ;     C2 - C5
>>       2     13      1 ;     C2 - HC4
>>       2     14      1 ;     C2 - HC6
>>       2     15      1 ;     C2 - HO3
>>       3      9      1 ;     C3 - C9
>>       3     16      1 ;     C3 - HO2
>>       4      8      1 ;     C4 - OC2
>>       4     10      1 ;     C4 - OC91
>>       4     11      1 ;     C4 - OC92
>>       4     14      1 ;     C4 - HC6
>>       4     15      1 ;     C4 - HO3
>>       5      7      1 ;     C5 - OC3
>>       5     17      1 ;     C5 - HO92
>>       6      3      1 ;     C6 - C3
>>       6      8      1 ;     C6 - OC2
>>       6     10      1 ;     C6 - OC91
>>       6     11      1 ;     C6 - OC92
>>       6     13      1 ;     C6 - HC4
>>       7      8      1 ;    OC3 - OC2
>>       7     13      1 ;    OC3 - HC4
>>       9     13      1 ;     C9 - HC4
>>       9     14      1 ;     C9 - HC6
>>      10     17      1 ;   OC91 - HO92
>>      12      3      1 ;    HC1 - C3
>>      12      5      1 ;    HC1 - C5
>>      12      8      1 ;    HC1 - OC2
>>      12     14      1 ;    HC1 - HC6
>>
>> [ angles ]
>> ;   ai     aj     ak    funct   theta         cth
>>      1   2   3   1   1.2000e+02   5.2718e+02 ; CA - CA - CA
>>      1   2   8   1   1.2000e+02   5.8576e+02 ; CA - CA - OH
>>      1   6   5   1   1.2000e+02   5.2718e+02 ; CA - CA - CA
>>      1   6   14   1   1.2000e+02   2.9288e+02 ; CA - CA - HA
>>      2   1   6   1   1.2000e+02   5.2718e+02 ; CA - CA - CA
>>      2   1   12   1   1.2000e+02   2.9288e+02 ; CA - CA - HA
>>      2   3   4   1   1.2000e+02   5.2718e+02 ; CA - CA - CA
>>      2   3   7   1   1.2000e+02   5.8576e+02 ; CA - CA - OH
>>      2   8   16   1   1.1300e+02   2.9288e+02 ; CA - OH - HO
>>      3   2   8   1   1.2000e+02   5.8576e+02 ; CA - CA - OH
>>      3   4   5   1   1.2000e+02   5.2718e+02 ; CA - CA - CA
>>      3   4   13   1   1.2000e+02   2.9288e+02 ; CA - CA - HA
>>      3   7   15   1   1.1300e+02   2.9288e+02 ; CA - OH - HO
>>      4   3   7   1   1.2000e+02   5.8576e+02 ; CA - CA - OH
>>      4   5   6   1   1.2000e+02   5.2718e+02 ; CA - CA - CA
>>      4   5   9   1   1.2000e+02   7.1128e+02 ; CA - CA - C
>>      5   4   13   1   1.2000e+02   2.9288e+02 ; CA - CA - HA
>>      5   6   14   1   1.2000e+02   2.9288e+02 ; CA - CA - HA
>>      5   9   10   1   1.2040e+02   6.6944e+02 ; CA - C - O_3
>>      5   9   11   1   1.2000e+02   5.8576e+02 ; CA - C - OH
>>      6   1   12   1   1.2000e+02   2.9288e+02 ; CA - CA - HA
>>      6   5   9   1   1.2000e+02   7.1128e+02 ; CA - CA - C
>>      9   11   17   1   1.1300e+02   2.9288e+02 ; C - OH - HO
>>      10   9   11   1   1.2100e+02   6.6944e+02 ; O_3 - C - OH
>>
>> [ dihedrals ] ; propers
>> ; for gromacs 4.5 or higher, using funct 9
>> ;    i      j      k      l   func   phase     kd      pn
>>       1      2      3      4      9   180.00  15.16700   2 ; C1-    C2-
>>    C3-    C4  !Warning using GAFF parameters!
>>       1      2      3      7      9   180.00  15.16700   2 ; C1-    C2-
>>    C3-   OC3  !Warning using GAFF parameters!
>>       1      2      8     16      9   180.00   3.76560   2 ; C1-    C2-
>>   OC2-   HO2  !Warning using GAFF parameters!
>>       1      6      5      4      9   180.00  15.16700   2 ; C1-    C6-
>>    C5-    C4  !Warning using GAFF parameters!
>>       1      6      5      9      9   180.00  15.16700   2 ; C1-    C6-
>>    C5-    C9  !Warning using GAFF parameters!
>>       2      1      6      5      9   180.00  15.16700   2 ; C2-    C1-
>>    C6-    C5  !Warning using GAFF parameters!
>>       2      1      6     14      9   180.00  15.16700   2 ; C2-    C1-
>>    C6-   HC6  !Warning using GAFF parameters!
>>       2      3      4      5      9   180.00  15.16700   2 ; C2-    C3-
>>    C4-    C5  !Warning using GAFF parameters!
>>       2      3      4     13      9   180.00  15.16700   2 ; C2-    C3-
>>    C4-   HC4  !Warning using GAFF parameters!
>>       2      3      7     15      9   180.00   3.76560   2 ; C2-    C3-
>>   OC3-   HO3  !Warning using GAFF parameters!
>>       3      2      8     16      9   180.00   3.76560   2 ; C3-    C2-
>>   OC2-   HO2  !Warning using GAFF parameters!
>>       3      4      5      6      9   180.00  15.16700   2 ; C3-    C4-
>>    C5-    C6  !Warning using GAFF parameters!
>>       3      4      5      9      9   180.00  15.16700   2 ; C3-    C4-
>>    C5-    C9  !Warning using GAFF parameters!
>>       4      3      2      8      9   180.00  15.16700   2 ; C4-    C3-
>>    C2-   OC2  !Warning using GAFF parameters!
>>       4      3      7     15      9   180.00   3.76560   2 ; C4-    C3-
>>   OC3-   HO3  !Warning using GAFF parameters!
>>       4      5      6     14      9   180.00  15.16700   2 ; C4-    C5-
>>    C6-   HC6  !Warning using GAFF parameters!
>>       4      5      9     10      9   180.00   4.18400   2 ; C4-    C5-
>>    C9-  OC91  !Warning using GAFF parameters!
>>       4      5      9     11      9   180.00   4.18400   2 ; C4-    C5-
>>    C9-  OC92  !Warning using GAFF parameters!
>>       5      4      3      7      9   180.00  15.16700   2 ; C5-    C4-
>>    C3-   OC3  !Warning using GAFF parameters!
>>       5      9     11     17      9   180.00   9.62320   2 ; C5-    C9-
>> OC92-  HO92  !Warning using GAFF parameters!
>>       6      1      2      3      9   180.00  15.16700   2 ; C6-    C1-
>>    C2-    C3  !Warning using GAFF parameters!
>>       6      1      2      8      9   180.00  15.16700   2 ; C6-    C1-
>>    C2-   OC2  !Warning using GAFF parameters!
>>       6      5      4     13      9   180.00  15.16700   2 ; C6-    C5-
>>    C4-   HC4  !Warning using GAFF parameters!
>>       6      5      9     10      9   180.00   4.18400   2 ; C6-    C5-
>>    C9-  OC91  !Warning using GAFF parameters!
>>       6      5      9     11      9   180.00   4.18400   2 ; C6-    C5-
>>    C9-  OC92  !Warning using GAFF parameters!
>>       7      3      2      8      9   180.00  15.16700   2 ; OC3-    C3-
>>    C2-   OC2  !Warning using GAFF parameters!
>>       7      3      4     13      9   180.00  15.16700   2 ; OC3-    C3-
>>    C4-   HC4  !Warning using GAFF parameters!
>>       9      5      4     13      9   180.00  15.16700   2 ; C9-    C5-
>>    C4-   HC4  !Warning using GAFF parameters!
>>       9      5      6     14      9   180.00  15.16700   2 ; C9-    C5-
>>    C6-   HC6  !Warning using GAFF parameters!
>>      10      9     11     17      9     0.00   7.94960   1 ; OC91-    
>> C9-
>> OC92-  HO92  !Warning using GAFF parameters!
>>      10      9     11     17      9   180.00   9.62320   2 ; OC91-    
>> C9-
>> OC92-  HO92  !Warning using GAFF parameters!
>>      12      1      2      3      9   180.00  15.16700   2 ; HC1-    C1-
>>    C2-    C3  !Warning using GAFF parameters!
>>      12      1      2      8      9   180.00  15.16700   2 ; HC1-    C1-
>>    C2-   OC2  !Warning using GAFF parameters!
>>      12      1      6      5      9   180.00  15.16700   2 ; HC1-    C1-
>>    C6-    C5  !Warning using GAFF parameters!
>>      12      1      6     14      9   180.00  15.16700   2 ; HC1-    C1-
>>    C6-   HC6  !Warning using GAFF parameters!
>>
>> [ dihedrals ] ; impropers
>> ; treated as propers in GROMACS to use correct AMBER analytical function
>> ;    i      j      k      l   func   phase     kd      pn
>>       1      3      2      8      4   180.00   4.60240   2 ; C1-    C3-
>>    C2-   OC2  !Warning using GAFF parameters!
>>       1      5      6     14      4   180.00   4.60240   2 ; C1-    C5-
>>    C6-   HC6  !Warning using GAFF parameters!
>>       2      4      3      7      4   180.00   4.60240   2 ; C2-    C4-
>>    C3-   OC3  !Warning using GAFF parameters!
>>       3      5      4     13      4   180.00   4.60240   2 ; C3-    C5-
>>    C4-   HC4  !Warning using GAFF parameters!
>>       5     10      9     11      4   180.00  43.93200   2 ; C5-  OC91-
>>    C9-  OC92  !Warning using GAFF parameters!
>>       9      4      5      6      4   180.00   4.60240   2 ; C9-    C4-
>>    C5-    C6  !Warning using GAFF parameters!
>>      12      1      6      2      4   180.00   4.60240   2 ; HC1-    C1-
>>    C6-    C2  !Warning using GAFF parameters!
>>
>> Generally one should not mix different forcefiedls but my question is 
>> how
>> big "mistake" I make running a simulation using the parameters shown 
>> above.
>> Is there any benchmark that allows to evaluate the quality of a topology
>> file (maybe by calculating some experimental properties)?
>>
>> Thank you in advance for your help.
>>
>> Best regards,
>> Krzysztof
>
>

-- 
==================================================

Justin A. Lemkul, Ph.D.
Assistant Professor
Virginia Tech Department of Biochemistry

303 Engel Hall
340 West Campus Dr.
Blacksburg, VA 24061

jalemkul at vt.edu | (540) 231-3129
http://www.biochem.vt.edu/people/faculty/JustinLemkul.html

==================================================



More information about the gromacs.org_gmx-users mailing list