Amber用户自定义小分子力场搭建

1 非共价结合小分子力场搭建

1.1 小分子几何优化

未知底物晶体结构
1. 打开 GaussianView 并手动绘制底物，另存为 Substrate
已知底物晶体结构
1. 通过 Pymol 获取底物-蛋白质复合物中底物小分子，另存为Substrate.pdb
2. 将Substrate.pdb用 GaussianView 打开并另存为Substrate.gjf

通过上述两条路径我们都将得到需要制作用户自定义力场的小分子结构，依照所用计算机集群与小分子大小修改文件头部参数(下例中3处[ ]需要用户自行替换)

[Your PPN]

根据不同的计算机集群，所能使用的最大CPU核数存在差异：

集群名称	节点名称	建议使用CPU核数
超算	CPU	40
超算	Small	20
新教学服务器	fat01,fat05	40
新教学服务器	cu05-08	36
新教学服务器	cu01-04	32
新教学服务器	fat02-04	20
新曙光	node12-15	24
新曙光	node11	20

[method]

根据小分子体系的大小选用合适的计算精度

体系大小	关键词
Atoms 100+	PM6 em=GD3
Atoms 50+	HF/6-31G*
Atoms 50-	b3lyp/6-31G(d,p)

[Charge 1]

根据体系的带电与否调整电荷信息保证电荷自旋多重度为1

%chk=Substrate.chk
%mem=4GB
%nprocs=[Your PPN]
%Lindaworkers=1
#p opt [method] geom=connectivity

Substrate

[Charge 1]
Atom1    X   Y   Z
Atom2    X   Y   Z
Atom2    X   Y   Z
...

提交任务Submit[-SLM] Substrate.gjf(超算Pi为Submit-SLM 其余为Submit)

1.2 小分子RESP电荷计算

将优化好的最后一帧结构取出，通过指令Gout2gjf Substrate.log获得Substrate-result.gjf
重命名提交文件，通过mv Substrate-result.gjf Substrate-MK.gjf更换文件名
修改文件修改文件头部参数进行电荷计算，电荷选择根据上一步提升精度，大中体系选前者，小体系选后者

%chk=Substrate-MK.chk
%mem=4GB
%nprocs=[Your PPN]
%Lindaworkers=1
#p [HF/6-31G* | b3lyp/6-311g(d,p)] SCF=Tight Pop=MK IOp(6/33=2,6/41=10,6/42=17) geom=connectivity
  
Substrate-MK
  
[Charge 1]
Atom1    X   Y   Z
Atom2    X   Y   Z
Atom2    X   Y   Z
...

*注释: 对于小体系可以通过#p opt HF/6-31G* SCF=Tight Pop=MK IOp(6/33=2,6/41=10,6/42=17)一步完成上述两步操作，但请注意确保你知道你在干什么的情况下使用合二为一法，新手请老老实实分开计算，不会多花你几分钟

计算RESP(Restrained ElectroStatic Potential)电荷
1. 通过Antechamber计算
  
  antechamber -i Substrate-MK.log -fi gout -o Substurate.mol2 -fo mol2 -at amber -c resp
2. 通过Multiwfn计算
  
  formchk Substrate-MK.chk获得Substrate-MK.fchk并下载到本地
  
  双击mulfiwfn.exe,回车打开Substrate-MK.fchk,依次选择 7 -> 18 -> 1,输入y保存电荷结果为Substrate-MK.chg
  
  通过log文件转换mol2文件antechamber -i Substrate-MK.log -fi gout -o Substurate.mol2 -fo mol2
  
  修改Substurate.mol2中最后一列电荷信息（参考下一步）
3. 可参考的Sobereva老师教程
mol2文件修改

通过上述步骤我们已经获得了mol2文件，对mol2文件我们还需要进行最后的人工校对。将所有的MOL替换为你的底物小分子在复合物pdb文件中的命名，建议不要都用MOL以免搞错。可以使用SUB(substrate)或者你的小分子的缩写。注意只能为三位英语大写字母。如果你在上一步中使用了Multifwn计算电荷在这里还需替换电荷信息（从Substrate-MK.chg的最后一列复制到Substrate.mol2的最后一列）。
```
@<TRIPOS>MOLECULE
[MOL->SUB]
   N1    N2     1     0     0
SMALL
resp
  
  
@<TRIPOS>ATOM
     1   Atom1    X  Y  Z  AtomType         1 [MOL->SUB] [Charge]
     ...
     N1  AtomN1   X  Y  Z  AtomType         1 [MOL->SUB] [Charge]
@<TRIPOS>BOND
     1   Atom1   Atom2 1
     ...
     N2  AtomX   AtomY 2
@<TRIPOS>SUBSTRUCTURE
     1 [MOL->SUB]   1 TEMP              0 ****  ****    0 ROOT
```

1.3 小分子力场文件制作

parmchk2 -i Substrate.mol2 -f mol2 -o Substrate.frcmod -a Y

*注释：

全部力场制作过程中的文件名并不唯一，可根据自己的小分子缩写命名，原则保证自己看得懂，但不得修改文件后缀
对整个计算过程有更多深入了解需求的，参见Antechamber官方软件包介绍和Antechamber官方示例
由于软件更新，您所使用的软件名称或语句用法会有细微变化，如不能使用请自行查阅最新的官方说明