パーティクルタイプ

GROMACS では、3 種類の粒子があります。詳細は、表 %s <tab-ptype> を参照してください。GROMACS では、通常の原子と仮想的な相互作用サイトのみが使用されます。シェルは、シェル-ウォーターモデルなどの極性モデル( :ref:`45 <refMaaren2001a> )で使用するために必要です。

表 6 |Gromacs|における粒子タイプ

パーティクル

シンボル

原子

A

シェル

S

仮想サイト

V (または D)

アトームの種類

各力場は、特徴的な名前または番号と質量(原子質量単位、a.m.u.)を持つ原子の種類を定義します。これらのリストは、「atomtypes.atp」ファイルにあります(atp = atom type parameter file)。したがって、このファイルで原子の種類を変更したり、追加したりすることができます。このファイルは、:ref:`gmx pdb2gmx`のみで使用されます。以下に、「gromos43a1.ff」力場のサンプルを示します。

|  O  15.99940 ;     carbonyl oxygen (C=O)
| OM  15.99940 ;     carboxyl oxygen (CO-)
| OA  15.99940 ;     hydroxyl, sugar or ester oxygen
| OW  15.99940 ;     water oxygen
|  N  14.00670 ;     peptide nitrogen (N or NH)
| NT  14.00670 ;     terminal nitrogen (NH2)
| NL  14.00670 ;     terminal nitrogen (NH3)
| NR  14.00670 ;     aromatic nitrogen
| NZ  14.00670 ;     Arg NH (NH2)
| NE  14.00670 ;     Arg NE (NH)
|  C  12.01100 ;     bare carbon
|CH1  13.01900 ;     aliphatic or sugar CH-group
|CH2  14.02700 ;     aliphatic or sugar CH2-group
|CH3  15.03500 ;     aliphatic CH3-group

注記: GROMACS は、原子の種類を名前として使用しますが、数値として使用しません(例:GROMOS)。

アトームタイプの相互作用パラメータは、通常、フォースフィールドパラメータファイルを含めることで得られる、トポロジーファイル内の [ atomtypes ] セクションを通じて設定されます。 atomtypes.atp ファイルと [ atomtypes ] セクションにリストされているアトームタイプは、非結合アトームタイプです。これらは、非結合のヴァン・デル・ワールス相互作用パラメータを検索するために使用されます。一部のフォースフィールドは、これらの同じアトームタイプを使用して、結合相互作用のパラメータを検索します。他のフォースフィールドは、さらに結合アトームタイプを使用して、結合相互作用のパラメータを検索します。これは、通常、非結合アトームタイプよりも結合アトームタイプの方が少ないためです。この場合、各非結合アトームタイプのパラメータセットには、結合アトームタイプが含まれています。非結合アトームタイプのもう1つのオプションパラメータは、原子番号です。これは、ハイブリッドQM/MMシミュレーションでのみ使用されます。

仮想サイト

一部の力場は、特定の相互作用(*例:*ベンゼン環上で)が存在する仮想相互作用サイト(他の粒子位置から構築された相互作用サイト)を使用します。これは、:ref:`virtualsites`のセクションで説明されています。

システムに仮想サイトを作成するには、トポロジーファイルに [ virtual_sites? ] セクションを含める必要があります(互換性のために、古い名前 [ dummies? ] も使用できます)。ここで ? は、仮想サイトに使用する粒子の数を表します。これは、タイプ 2 の場合は 2、タイプ 3、3fd、3fad および 3out の場合は 3、タイプ 4fdn の場合は 4 になります。これらのうちの最後のものは、以前のタイプ 4fd(「type」の値が 1 の場合)を置き換えます。このタイプは、まれに不安定になる可能性がありましたが、現在もコード内でサポートされていますが、新しい入力ファイルにはこの古いタイプ 4fd は使用しないでください。異なるタイプの詳細については、セクションを参照してください:virtualsites

タイプ1のパラメータは、次の形式にする必要があります。

[ virtual_sites1 ]
; Site  from        funct
5       1           1

例:タイプ2の場合:

[ virtual_sites2 ]
; Site  from        funct  a
5       1     2     1      0.7439756

例として、2fd タイプのものを以下のように指定します:

[ virtual_sites2 ]
; Site  from        funct  d
5       1     2     2      -0.105

例:タイプ3の場合:

[ virtual_sites3 ]
; Site  from               funct   a          b
5       1     2     3      1       0.7439756  0.128012

例として、3fd タイプのものを以下のように記述します:

[ virtual_sites3 ]
; Site  from               funct   a          d
5       1     2     3      2       0.5        -0.105

タイプ 3fad の場合、以下のように記述します:

[ virtual_sites3 ]
; Site  from               funct   theta      d
5       1     2     3      3       120        0.5

例:3out のタイプの場合:

[ virtual_sites3 ]
; Site  from               funct   a          b          c
5       1     2     3      4       -0.4       -0.4       6.9281

例として、4fdn型のタイプを使用する場合:

[ virtual_sites4 ]
; Site  from                      funct   a          b          c
5       1     2     3     4       2       1.0        0.9       0.105

これにより、関数(次の列「funct」)によって決定されたルールに従って、原子のインデックス1と2、または1、2と3、または1、2、3と4(次の2、3または4列「from」)の原子の位置に基づいて、仮想サイト5(最初の列「Site」)が構築されます。指定されたパラメータ(最後の1、2または3列「a b . .」)を使用して、関数番号によって決定されたルールに従って、原子番号(仮想サイト番号を含む)は分子によって異なります。|Gromacs|ディストリビューションに含まれる、TIP4PまたはTIP5P水モデルのトポロジーを調べることは、有益である可能性があります。

注意: 仮想サイトと/または通常の原子間に定義されたすべての定常結合相互作用は、grompp <gmx grompp>`によって削除されます(ただし、-normvsbds`オプションが使用されていない場合)。この結合相互作用の削除は、除外の生成後に行われます。なぜなら、除外の生成は「化学的に」結合された相互作用に基づいて行われるためです。

仮想サイトは、基本的な幾何学的パラメータを使用して、より汎用的に構築できます。 使用できるディレクティブは [ virtual_sitesn ] です。 必要なパラメータは、Table 10 に記載されています。 特定の原子セットの幾何学的中心で仮想サイトを定義する例としては、次のようなものが考えられます。

[ virtual_sitesn ]
; Site   funct    from
5        1        1     2     3     4