GMX Parameterization

简介

GROMACS 膜、受体（蛋白和核酸）、配体（小分子）、溶剂参数化工具，为膜/蛋白/核酸/小分子生成分子动力学模拟所需的拓扑文件、结构文件与参数文件（含位置限制文件）。

适用场景：

• 单组件参数化：只提供膜/受体/配体单一组件输入，输出单一组件参数化后的拓扑文件、结构文件和参数文件（含位置限制文件）。
• 多组件参数化：提供膜+受体+配体+溶剂等多组件输入，输出多组件参数后的拓扑文件、结构文件和参数文件（含位置限制文件）。多组件的力场/水模型统一。

参数说明

Model Type

模型类型：aa（全原子，默认）或 cg（Martini 3 粗粒化）。

Itp Files

用户自备的分子参数文件（itp 压缩包），aa/cg 两种模式通用。

Components Tar

组分结构打包输入文件（默认component_structures.tar.gz）。提供后自动解压并按包内标准文件名自动映射到对应输入：protein.pdb → Protein、nucleic_acid.pdb → Nucleic Acid、ligand_pdb.tar.gz → Ligand、membrane.pdb → Membrane、solvent.pdb → Solvent。命令行显式指定的参数优先（同名时包内文件被跳过）。包内 protein.pdb 在映射前会先自动做质子化判定，输出的 protein_protonation.pdb 作为 Protein 参数输入；显式指定了 Protein 参数时跳过质子化。
在 cg 模型下时该打包输入文件默认为component_structures_cg.tar.gz。包内文件是含 _cg 后缀的标准名：protein_cg.pdb → Protein、nucleic_acid_cg.pdb → Nucleic Acid、ligand_pdb_cg.tar.gz → Ligand、membrane_cg.pdb → Membrane、solvent_cg.pdb → Solvent。

pH

质子化环境 pH，默认 7.0，分子参数化过程中采用的 pH 环境。

Membrane

膜结构输入文件，pdb 格式。提供即触发 membrane 的参数化。

Protein

蛋白结构输入文件，pdb 格式。提供即触发 receptor 的参数化。

Nucleic Acid

核酸结构输入文件，pdb 格式。提供即触发 receptor 的参数化，含核酸时力场必须为 Amber 力场。

Ligand

配体结构输入文件，单文件（pdb/sdf/mol2）或压缩包（zip/tar.gz/tgz/tar）。提供即触发 ligand 参数化，含配体时力场必须为 Amber 力场。

Ligand SMILES

配体结构的SMILES 模板，当配体加氢不准确时，可提供其SMILES用于准确加氢。格式为 Ligand1文件名或者Ligand1文件名前缀:SMILES;Ligand2文件名或者Ligand2文件名前缀:SMILES。当只有一个Ligand时也可以直接输入SMILES。

Ligand Charges

配体所带的电荷。格式为 Ligand1文件名或者Ligand1文件名前缀:Charge;Ligand2文件名或者Ligand2文件名前缀:Charge。当只有一个Ligand时也可以直接输入Charge值。

Ligand Multiplicity

配体的自旋多重度。格式为 Ligand1文件名或者Ligand1文件名前缀:Multiplicity;Ligand2文件名或者Ligand2文件名前缀:Multiplicity。当只有一个Ligand时也可以直接输入Multiplicity。

Charge Type

配体的电荷计算类型，bcc或者 resp。默认bcc。

Add Hydrogens

配体参数化过程中的加氢开关（--add-hydrogens / --no-add-hydrogens），默认开启加氢。

Solvent

外部水/离子输入文件，pdb 格式。模块会根据情况将外部水/离子的参数化结果合并到membrane、receptor 或者 ligand的拓扑文件、结构文件和参数文件（含位置限制文件）中。

Parameters Tar

参数化输出打包文件的文件名，默认 structure_parameters.tar.gz（cg 模式为 structure_parameters_cg.tar.gz，与组分包 component_structures_cg.tar.gz 命名对称）。所有组件参数化成功后，把各组件的 top/gro/itp.tar.gz 输出（存在几个打包几个）统一打包。该包作为下游模块的标准输入。

Force Field

参数化过程中使用的力场，默认 amber14sb_parmbsc1。注意组合约束：含配体时必须选择 Amber 力场；含膜时只能选择 Amber/CHARMM 力场；含核酸时必须选择 Amber 力场。不兼容组合会报错。

• Amber（支持核酸、蛋白、膜、配体）：amber94、amber96、amber99、amber99sb、amber99sb-ildn、amberGS、amber03、amber14sb_parmbsc1
• CHARMM（仅蛋白、膜）：charmm27、charmm36-jul2020、charmm36-jul2022
• OPLS-AA（仅蛋白）：oplsaa
• GROMOS（仅蛋白）：gromos43a1、gromos43a2、gromos45a3、gromos53a5、gromos53a6、gromos54a7

Water Model

参数化过程中使用的水模型，默认 tip3p。膜不支持 none。

tip3p：三点水模型（默认）
spc / spce：简单点电荷水模型及扩展版
tip4p：四点水模型
tip5p：五点水模型
none：不使用水模型

结果说明

输出结果文件包括：