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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 计算模拟区 » 分子模拟 » Gromacs/Amber/NAMD » 关于熵变的计算，有人知道怎么计算大的体系的熵变吗？比如将近一千个残基的体系？
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robertpeter2005

木虫 (正式写手)

[交流] 关于熵变的计算，有人知道怎么计算大的体系的熵变吗？比如将近一千个残基的体系？ 已有6人参与

关于熵变的计算，有人知道怎么计算大的体系的熵变吗？比如将近一千个残基的体系？原来在分子模拟论坛上看到有人说，可以减小大体系的尺寸来计算熵变，找到一个人问了一下，结果人家不愿意说，没空搭理我，郁闷，我有个体系急需算熵来分析构象的变化，请问大家有谁知道如何计算大体系的熵变啊？如果可以减小体系尺寸到300个残基以内，那具体该如何操作啊？我也没有见到过这样的文献，大家有见过的吗？听说可以把轨迹文件里面不相关的残基删除再保存，然后用来算熵，是用什么软件啊？vmd?这个问题困扰好长时间了，还望各位高人能帮忙想想办法，在此先谢谢了！！！
另外有用ONIOM做QM/MM的人吗？我做了一个输入文件，但是计算的时候显示硫原子没有参数？进行不下去，但是蛋白质里面都会有硫元素的啊，蛋白两端的残基是怎么处理的呢？
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1楼 2011-11-10 20:40:55
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ChemiAndy

木虫 (正式写手)
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御剑江湖(金币+10, 模拟EPI+1): 2011-11-13 20:09:42
学而不思则罔啊
1. 算熵变与体系大小有关系吗？
2. 熵变必然包括了一个过程，你是什么变化过程导致构象数目变化的呢？
3. 熵不是热力学平均量，是无法通过模拟直接计算的；
我没算过，但我相信必须通过计算自由能变化来倒推熵变: ΔG=ΔH-TΔS

ΔG可以通过自由能微扰获取。自由能微扰计算自由能差，找一本讲分子模拟自由能的教材可以看到。英文Wiki也能告诉我们怎么做: Zwanzig equation：
http://en.wikipedia.org/wiki/Free_energy_perturbation
In practice, one runs a normal simulation for state A, but each time a new configuration is accepted, the energy for state B is also computed. The difference between states A and B may be in the atom types involved, in which case the ΔG obtained is for "mutating" one molecule onto another, or it may be a difference of geometry, in which case one obtains a free energy map along one or more reaction coordinates.
人家说的去掉一个残基，应该就是上面说的mutating, 是为了得到state B的能量。你要算差300个残基的熵变，得一个一个来，分300步走。自由能按Zwanzig equation积分得到。不过，前后构象差一个残基的话，误差也太大了吧。一般H原子变甲基还得分成10步走呢。搞生物模拟的真心不在乎精度吗？

积分完自由能的同时，积分每一步前后的焓变，然后TΔS=ΔH-ΔG.
如果初末两态差300个残基，体积差肯定明显，那么每一步都要跑NPT啊。则么
ΔH=ΔU+PΔV; ΔU是前后两态的内能差。

顺便说，GROMACS直接支持热力学微扰计算自由能，不需要手动去掉残基，只要设定好哪些原子参与mutating。不要问我怎么使用GROMACS软件。我从来没算过。俺只对热力学理论感兴趣。

[ Last edited by ChemiAndy on 2011-11-11 at 20:52 ]
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3楼2011-11-12 14:09:13
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jawang

木虫 (正式写手)
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御剑江湖(金币+3): 谢谢 2011-11-13 20:09:04
如果你用的是amber软件的话，是可以指定算得体系的residue的。在mm_pbsa.in中指定就好了
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2楼2011-11-12 10:25:50
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robertpeter2005

木虫 (正式写手)
请问一楼的，怎么指定残基啊？我是用amber算的，但是熵总是算不下去，看到有人说MMPBSA熵只能算300个以内的残基，如果指定残基的话，IN文件里面该怎么设置啊？
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4楼2011-11-12 20:24:06
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ChemiAndy

木虫 (正式写手)
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小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖
御剑江湖(金币+5): 谢谢 2011-11-13 20:10:14
哦，原来是MM/PBSA方法的振动熵啊。恩，可以忽略我上面的回帖，那个是岁体系有较小的变化时严格计算自由能的。不适合体系有较大的变化。

据我所知，MM/PBSA估计熵的方法很简单，仅仅是振动熵，先把蛋白取出来做优化，然后正则分析频率+如下统计公式：

nj - frequencies of normal vibrations in the molecule
h - Planck's constant
k - Boltzmann's constant
T - absolute temperature (K)

这种估算方法要用到正则分析 normal mode analysis，需要构建所有原子对所有原子的二维矩阵，对于大的体系当然就不行了。这就是为什么对超过300个残基不能用的原因。

希望对楼主有用。

[ Last edited by ChemiAndy on 2011-11-12 at 18:33 ]
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5楼2011-11-13 14:29:13
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