AMBER程序支持的力场一览

AMBER程序支持的力场一览

文/Sobereva  First release: 2011-Dec-27


本文主要介绍下Amber11中支持的众多版本的Amber力场,GAFF和GLYCAM顺便提一下。主要参考了AmberTools手册。

AMBER=Assisted Model Building with Energy Refinement:适合蛋白和核酸的凝聚相模拟,有机小分子支持得少。函数形式简单。包含以下版本:
ff10力场(parm10.dat):对ff99的各种参数补丁的集合,相当于parm99.dat+frcmod.ff03+bsc0+chi.OL3+新的离子参数+原子和残基名的修改以顺应PDB format version 3。这是目前最好的amber力场。
ff03.r1力场(parm99.dat+frcmod.ff03):ff99力场的修改版。获取电荷时通过连续介电模型表现溶剂可极化效应,修改了蛋白phi、psi骨架参数,减少了对螺旋构象的偏爱。核酸参数相对于ff99没变。ff03.r1与amber9中的ff03略有不同,那时仍用的是ff94的方法得来的碳、氮端基原子电荷,如果仍想用那时代的ff03就调用oldff/leaprc.ff03.
ff03ua力场(parm99.dat+frcmod.ff03+frcmod.ff03ua):ff03力场的united-atom版本,侧链的氢原子被united了,骨架上的氢原子和芳香环上的氢原子仍被保留。由于骨架还是全原子故骨架势参数没变,侧链上的参数因用了united故重新拟合。核酸参数完全没变,且还是全原子。
ff02力场(parm99.dat+frcmod.ff02pol.r1):ff99力场的可极化版,给原子上增加了可极化的偶极子。frcmod.ff02pol.r1是对原ff02的扭转参数的修正。
ff02EP力场(parm99EP.dat+frcmod.ff02pol.r1):ff02力场基础上给诸如氧、氮、硫原子增加了偏离原子中心的点电荷以表现孤对电子效应。据称比ff02稍好点。
ff99力场(parm99.dat):大部分参数来自ff94力场,修改了许多扭转角的参数。甘氨酸的骨架参数有问题,螺旋和延展构象的平衡性不对。而对于DNA,ff99长时间模拟中亚稳态占统治地位,即alpha和gamma二面角倾向于分别为gauche+和trans状态。虽然在RNA中也有这问题,但不严重。ff99的这些毛病在ff94里也有。
ff99SB力场(parm99.dat+frcmod.ff99SB):对ff99的蛋白二面角参数进行修正,二级结构间分布的比例得到了改善,也解决了甘氨酸骨架参数问题。
bsc0(frcmod.parmbsc0):解决上述ff99在核酸模拟问题上的补丁,同时还改进了RNA的糖苷的gamma二面角扭转势。可参考http://mmb.pcb.ub.es/PARMBSC0。
ff99SB+bsc0力场:把bsc0补丁用到ff99SB上,相对于ff99同时增进对蛋白和核酸的效果。这个组合使gamma二面角过分偏离了trans型。如果初始结构有很多gamma角为trans的情况,还是用ff99比较好。
ff99SBildn(frcmod.ff99SBildn):在ff99SB基础上修改氨基酸侧链参数的补丁。
ff99SBnmr(frcmod.ff99SBnmr):在ff99SB基础上修改骨架扭转项参数以更符合NMR数据的补丁。
ff98力场(parm98.dat):对ff94改进了糖苷的扭转角参数。
ff96力场(parm96.dat):与ff94扭转角不同,算出来的能量更接近量化结果。来自Beachy et al,由于构象有明显偏向beta等问题,使用不广泛。
ff94力场(parm94.dat):来自Cornell, Kollman et al。适合溶剂环境。电荷由RESP HF/6-31G*获得。
ff86力场(parm91X.dat):将ff84扩展为全原子力场。和ff84一样对氢键也是用Lennard-Jones 10-12势,故如果想在sander里用ff84/86,得重新带着-DHAS_10_12选项编译。之所以相应的文件叫parm91X是因为对原始ff86做了一些修正。(parm91X.dat是parm91.dat的补完版,加入了一些非键项,但非键项比如Mg、I等的参数都没调好,只是近似。)
ff84(parm91X.ua.dat):最早的AMBER力场,用于模拟核酸和蛋白质的联合原子力场。不推荐使用,但在真空或者距离依赖的介电常数下模拟还有用。
parmAM1和parmPM3力场(parmAM1.dat/parmPM3.dat):用这个参数对蛋白质优化可以得出与AM1/PM3相同的优化结果。如今已没什么价值。


GAFF力场(gaff.dat)=Generation Amber Force Field:普适型有机小分子力场,函数形式和AMBER力场相同,与AMBER力场完全兼容。


GLYCAM-06力场(GLYCAM_06g.dat):对以前GLYCAM力场做了改进,并且纳入了一小部分脂类的参数。
GLYCAM-04EP力场(GLYCAM04EP.dat):将GLYCAM04扩展到可用于TIP5P模型下的模拟。给氧加上非原子中心点电荷表现孤对电子效应。
GLYCAM-04力场(GLYCAM04.dat)=glycans and glycoconjugates in AMBER:专用于糖的模拟,和AMBER完全兼容,可一起用于糖蛋白的模拟。官网:http://glycam.ccrc.uga.edu/ccrc/index.jsp


另外,Amber程序还支持AMOEBA力场,也可以通过自带的CHAMBER工具来支持CHARMM力场,这里就不提了。

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