AuToFF應(yīng)用案例——冰融化模擬及TIP4P/ICE水模型使用

根據(jù)力場(chǎng)的選擇即可生成拓?fù)湮募╰op文件）的相關(guān)力場(chǎng)參數(shù)（itp文件，包括LJ、鍵、鍵角參數(shù)，原子電荷）。此外生成拓?fù)湮募芍С侄嗫钣?jì)算軟件，包括：GROMACS、LAMMPS、AMBER、Moltemplate、OpenMM、TINKER、CHARMM。本案例采用GROMACS軟件進(jìn)行分子動(dòng)力學(xué)模擬，用戶(hù)也可選擇LAMMPS進(jìn)行模擬，其中下載的文件夾中除了力場(chǎng)拓?fù)湮募膺€包含力場(chǎng)參數(shù)的文獻(xiàn)來(lái)源。針對(duì)晶體結(jié)構(gòu)支持?jǐn)U胞操作，此處設(shè)置的是5*5*5。

圖4 生成冰晶體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

MD模擬

在模擬過(guò)程中，模擬步長(zhǎng)設(shè)為２fs，采用Verlet算法來(lái)計(jì)算運(yùn)動(dòng)方程。模擬體系的三個(gè)方向均考慮周期性，是體相的模擬。具體的冰融化過(guò)程模擬采用NPT系綜，從0 K升溫到350 K，使用V-rescale控溫，參考溫度298.15 K, Berendsen控壓， 參考?jí)毫?1.01325 bar 。完整的GROMACS的mdp文件輸入如下：

define = integrator = md dt
= 0.002 nsteps
= 1000000 comm-grps = system energygrps = ; nstxout = 0 nstvout = 0 nstfout = 0 nstlog = 500 nstenergy = 500 nstxout-compressed = 1000 compressed-x-grps = system ; annealing = single annealing_npoints = 2 annealing_time = 0 2000 ;ps annealing_temp = 0 350 ; pbc = xyz cutoff-scheme = Verlet coulombtype = PME rcoulomb
= 0.9 vdwtype
= cut-off rvdw
= 0.9 DispCorr
= EnerPres ; Tcoupl = V-rescale tau_t
= 0.2 tc_grps = system ref_t = 298.15 ; Pcoupl
= Berendsen pcoupltype = isotropic tau_p = 0.5 ref_p = 1.01325 compressibility = 4.5e-5 ; gen_vel = no gen_temp = 298.15 gen_seed = -1 ; freezegrps = freezedim = constraints = hbonds

MD結(jié)果分析

冰融化過(guò)程的軌跡變化通過(guò)VMD作圖如下,可以清晰的展現(xiàn)出冰融化過(guò)程的體系結(jié)構(gòu)變化。

動(dòng)畫(huà)5 冰融化軌跡變化過(guò)程

編輯：黃飛