Amber 蛋白分子处理

小分子文件处理

使用Amber的工具antechamber将小分子pdb文件转为mol2文件

antechamber -i Y.pdb -fi pdb -o Y.mol2 -fo mol2 -c bcc -s 2

如果小分子配体较为复杂，此处会耗费较长的时间。

注意：此处使用bcc计算分子的电荷分布，其准确性低于RESP，如果懂得使用gaussian或Multiwfn，建议使用RESP计算的电荷

得到Y.mol2文件后，使用parmchk2产生小分子参数文件

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

新建文件Y.tleap，写入以下内容

source leaprc.gaff
Y = loadmol2 Y.mol2
check Y
loadamberparams Y.frcmod
check Y
saveoff Y Y.lib
saveamberparm Y Y.prmtop Y.inpcrd
quit

使用tleap程序，生成小分子Y.lib文件

tleap -f Y.tleap

至此得到Y.frcmod Y.lib Y.prmtop Y.inpcrd 文件。

这里碰到一个问题，在处理带有磷酸基团的小分子时，如果为磷酸基团添加氢原子，在MD过程中，磷酸基团的氢原子会快速无序摆动，导致整个模拟体系崩溃，在体系加热过程中的体现为温度大范围波动，并远远超出设置的上限，报错显示浮点超出上限或非法内存访问，去除磷酸基团的氢原子后一切恢复正常，报错信息如下。

Error: an illegal memory access was encountered launching kernel kNLSkinTest

蛋白质文件处理

使用文本编辑器打开X.pdb文件，删掉除原子信息外的所有行，只保留如下的行

...
...
ATOM  16100  N   LEU B 537      18.387 -77.040 -41.003  1.00  0.80           N
ATOM  16101  CA  LEU B 537      19.579 -76.228 -41.346  1.00  0.80           C
ATOM  16102  C   LEU B 537      20.327 -75.718 -40.033  1.00  0.80           C
ATOM  16103  O   LEU B 537      20.000 -76.288 -38.963  1.00  0.80           O
ATOM  16104  CB  LEU B 537      19.148 -74.980 -42.190  1.00  0.80           C
ATOM  16105  CG  LEU B 537      18.636 -75.198 -43.626  1.00  0.80           C
ATOM  16106  CD1 LEU B 537      18.176 -73.876 -44.243  1.00  0.80           C
ATOM  16107  CD2 LEU B 537      19.672 -75.869 -44.530  1.00  0.80           C
ATOM  16108  OXT LEU B 537      21.005 -74.658 -40.138  1.00  0.80           O1-
ATOM  16109  H   LEU B 537      18.021 -76.812 -40.085  1.00  0.00           H
ATOM  16110  HA  LEU B 537      20.334 -76.831 -41.849  1.00  0.00           H
ATOM  16111  HB3 LEU B 537      20.001 -74.318 -42.301  1.00  0.00           H
ATOM  16112  HB2 LEU B 537      18.389 -74.435 -41.628  1.00  0.00           H
ATOM  16113  HG  LEU B 537      17.759 -75.840 -43.564  1.00  0.00           H
ATOM  16114 HD11 LEU B 537      17.370 -74.053 -44.953  1.00  0.00           H
ATOM  16115 HD12 LEU B 537      17.814 -73.195 -43.476  1.00  0.00           H
ATOM  16116 HD13 LEU B 537      18.989 -73.377 -44.769  1.00  0.00           H
ATOM  16117 HD21 LEU B 537      19.253 -76.103 -45.506  1.00  0.00           H
ATOM  16118 HD22 LEU B 537      20.558 -75.250 -44.669  1.00  0.00           H
ATOM  16119 HD23 LEU B 537      19.998 -76.804 -44.088  1.00  0.00           H
TER   16120      LEU B 537

使用Amber的工具pdb for amber删除模型内氢原子

pdb4amber -i X.pdb -o X_noH.pdb -y --dry

以Amber的氢命名方式重新添加氢原子

reduce X_noH.pdb > X_H.pdb

使用pdb4amber对加氢后的pdb文件进行处理

pdb4amber -i X_H.pdb -o X.pdb

至此得到Amber标准的蛋白质分子文件X.pdb

复合体文件处理

将Y.pdb使用文本编辑器打开，将原子信息复制到X.pdb文件后，重命名为com.pdb

创建新文件com.tleap写入以下内容，保存

source leaprc.protein.ff14SB `此处可以使用ff19SB`
source leaprc.water.tip3p
source leaprc.gaff
loadamberparams Y.frcmod
loadoff Y.lib
complex = loadpdb com.pdb
check complex
solvatebox complex TIP3PBOX 12.0
addions2 complex Na+ 0
addions2 complex Cl- 0
saveamberparm complex X_box.prmtop X_box.inpcrd
savepdb complex X_box.pdb
quit

此处可以使用ff19SB
使用tleap程序，生成复合体参数文件X_box.prmtop X_box.inpcrd文件以及水盒文件X_box.pdb

tleap -f com.tleap

至此，得到X_box.prmtop、X_box.inpcrd、X_box.pdb