CCSD и аминокислоты

[AlexKsen]

Доброе утро, форумчане! Возникла проблема, которую без Ваше опыта не решить! Хочу попробовать позаниматься аминокислотами геометрией и некоторыми термодинамическими свойствами. Взял лейцин, поставил оптимизироваться в CCSD(T). Ну, что говорить, конечно же ничего не получилось. $CONTRL NUMGRD =. Т. $ END - как упрописать и каким должно быть это количество численных производных. Может CCSD(T) нельзя использовать для оптимизации аминокислот? Скажу сразу в Гамесс я новичек и только потихоньку начинаю осваивать, конечно, НЕ БЕЗ ВАШЕЙ ПОМОЩИ. Помогите составить входной файл для оптимизации правильно. Спасибо!

[sanya1024]

Лучше этого не делайте. Никаких ресурсов не хватит.

[AlexKsen]

sanya1024, ага понятно! А может, подскажите, какой метод хорошо подойдет для описания термодинамических свойств? Может MP2 попробовать? Потому что ДФТ пробовали ничего не получилось (составляли изодесмические реакции). Просто некоторые G4 используют, и я захотел попробовать хоть немного приблизиться к этому методу и использовал CCSD(T).

[Гесс]

Может я чего непонимаю но G4 это комбинация оптимизации в B3LYP с весьма небольшим базисом, частоты опять же в B3LYP, а затем на этих геоиетриях CCSD(T), два разных MP4, один MP2, и два HF синглпоинта. Это взято из гауссиановского аутпута, но теория должна быть таже во всех программах. Кстати вот его описание http://www.cse.anl.gov/OldCHMwebsiteCon ... theory.htm http://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_ch ... te_methods Разумеется синглпоинты проскакивают со свистом по сравнению с оптимизацией на том же уровне. Для молекул до 10 атомов на десятках ядер расчет в любом G занимает минуты (CCSD(T) от суток на шаг оптимизации). Если будете сравнивать разные G, учтите что G3 (но не G3B3 и G3MP2B3) использует MP2 оптимизацию и частоты, у меня его результаты отличались. Взгляните еще на CBS.

[kbob]

Вас спасет только пакет ORCA http://cec.mpg.de/forum/
Пакет очень хорошо подходит для расчета биоорганических молекул.
Реализованы очень эффективные приближения local pair natural orbital (LPNO) и domain based local pair natural orbital
(DLPNO) для CCSD, CCSD(T), CEPA, QCISD
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23343267

из документации

Using the DLPNO-CCSD(T) approach it was possible for the first time (in 2013) to perform a CCSD(T) level
calculation on an entire protein (Crambin with more than 650 atoms, Figure 5.6)

Для вышеперечисленных методов разрабатывается F-12 апроксимация.

Теоретически все вышеперечисленое должно работать с DKH/ZORA, COSMO, но я лично не проверял.

Учет симетрии в пакете почти не реализован, да и зачем это в молекуле белка.
Аналитических градиентов для CC и CI методов тоже нет.

[VTur]

Термодинамика в газе?
Какие реакции составляли?
Требуется только энтальпия или еще и энтропия?

[ Post made via Android ]

[AlexKsen]

Да, пока в газовой фазе, потом попробуем с учетом растворителя. Изодесмические реакции, по жесткости молекул в правой и левой частях. Энтальпии будет достаточно. Гесс, как Вы считаете, можно ли подобно G4, как нибудь в Гамесс посчитать. Друзья, которые занимаются расчетом термохимии аминокислот, чтобы Вы посоветовали?

[Гесс]

Я не знаком с Гамессом (пока, но тенденции прыгать между пакетами наметились) + я не занимаюсь аминкислотами + я не знаком с термохимией + моей теоретической подготовки недостаточно чтобы судить о G# методах. Поэтому я бы на меня не полагался.
Однако имхо если даже G# методы не реализованы в гамессе то можно сделать эти 8 расчетов последовательно, скармливая каждому следующему данные предыдущего. Опять же ИМХО B3LYP должен быть не слишком плох для оптимизации геометрии такой органики. В крайнем случае можно поискать какими методами оптимизируют геометрию для аминокислот. А поверх уже считать энергии в каплкластерных методах или MP4, что там хорошо описывает энергию из доргого.
ССSD с и без T работают (и как по мне не плохо) (окромя вышеназванной орки) в бесплатных природе, и пси4. О преимуществах и недостатках судить не берусь в силу означенной выше ограниченности (в том числе в знаниях).

[sanya1024]

Присоединяюсь к предыдущему оратору Только уточню: в Природе CCSD без T. Оптимизации небольших молекул (если только основное состояние) влезут на 8 ядер 1 ноды (проверялось на EOM-CCSD для гуанина, было долго, но это же EOM, т.е. спектры).

[VTur]

AlexKsen, в G-n и CBS-n входят высокоуровневые эмпирические поправки (HLC). Это если захотите воспроизвести эти методы, то HLC привязаны к числу электронов. . При этом получают полные энтальпии. Полные энергии в этих методах просто плохие.

[ Post made via Android ]

[VTur]

Цвиттерионство для аминокислот предполагается?

[ Post made via Android ]

[Гесс]

Присоединяюсь к предыдущему оратору Только уточню: в Природе CCSD без T. Оптимизации небольших молекул (если только основное состояние) влезут на 8 ядер 1 ноды (проверялось на EOM-CCSD для гуанина, было долго, но это же EOM, т.е. спектры).

Таки уже и с Т, виесто CCSD надо указывать CCSD4T, Вот пример со страницы Лайкова:
[cut]$system mem=128 disk=1 $end
$control
task=optimize
theory=CCSD4T
basis=basis.in
$end
$optimize sad=1 tol=1e-5 $end


$molecule
mult=2
z-matrix
set=L1
1
8 1 0.98011113
1 2 1.17686902 1 103.060716
8 3 1.17717258 2 144.313233 1 -70.340471
1 4 0.98010553 3 103.067064 2 -70.305173
$end
$Energy
E=-1.520565763918e+02
D= 2.88428990e-07 -4.47966520e-05 2.28318082e-01
A=-3.25715587e+01
-4.59020073e+00 -1.22577631e+01
3.41600740e-04 1.86381018e-04 -7.96143499e+00
G=-1.55929778e-06 6.08581331e-06 8.06815676e-06
1.05716180e-06 5.09946510e-07 -4.82747203e-06
-2.13316510e-06 -1.19963042e-05 -5.44562069e-06
7.74247270e-07 2.04794111e-05 -6.46094162e-06
1.86105381e-06 -1.50788667e-05 8.66587758e-06
Dx= 3.42302958e-01 7.88528441e-02 -3.02657514e-02
-3.78062986e-02 1.29942470e-01 6.14041546e-02
2.86917756e-02 6.63563268e-02 3.06794178e-01
-3.07044129e-01 6.62808955e-03 3.45658128e-02
9.89172042e-02 -2.03037989e-01 -6.48338668e-02
3.70645687e-02 -3.78306995e-02 -4.31037093e-01
-7.09995009e-02 -1.71650692e-01 4.60465613e-05
-1.22362353e-01 1.46023928e-01 6.44265877e-05
-9.66492223e-05 -6.60095687e-05 2.48426692e-01
-3.06702675e-01 6.96442906e-03 -3.47335655e-02
9.90683744e-02 -2.02871175e-01 6.48447965e-02
-3.69845268e-02 3.78412597e-02 -4.31108484e-01
3.42420600e-01 7.89549117e-02 3.03221769e-02
-3.77834008e-02 1.29923611e-01 -6.13209986e-02
-2.85624676e-02 -6.63386486e-02 3.06899802e-01
H= 1.34544025e-01 -1.75540614e-01 3.05505564e-01 9.55608560e-02 -1.43434827e-01 7.76843792e-02
-1.29672914e-01 1.83844473e-01 -9.25894964e-02 2.26576239e-01 1.56734570e-01 -3.09640911e-01
1.34477137e-01 -1.30046849e-01 3.54862793e-01 -8.75689921e-02 1.48016593e-01 -7.56852179e-02
1.12106010e-01 -1.34406530e-01 9.30347630e-02 -1.85749275e-03 -6.97249714e-03 -1.78389754e-03
6.73674794e-03 2.03859628e-02 3.55314675e-03 -9.90055334e-03 1.90984169e-02 4.07216902e-03
1.45165016e-02 -5.69928647e-03 -3.29255377e-02 -9.37787415e-03 -2.68739882e-02 5.76446136e-02
-1.13309726e-02 -5.12467769e-03 -3.21327769e-03 -4.54611004e-02 -9.32679460e-03 -3.45173583e-02
6.35746757e-05 2.78001672e-05 7.54071339e-02 -1.41921739e-03 -1.15205724e-03 -2.20085690e-03
-1.02217914e-01 -4.69524135e-02 -2.37281899e-02 6.86920972e-03 -5.60506914e-03 4.54008578e-02
2.26414300e-01 -1.04862361e-04 1.03906737e-03 -6.04702531e-03 -4.69678682e-02 -1.33426634e-02
-3.20933242e-03 2.04283925e-02 -3.28540751e-02 9.30291509e-03 -1.30145885e-01 3.54860712e-01
4.36404931e-03 1.01929115e-03 4.42143080e-04 2.37205840e-02 3.22107134e-03 1.67224330e-02
-3.59575372e-03 9.34528510e-03 -3.44761356e-02 -1.12020767e-01 1.34408042e-01 9.29461930e-02
-1.59828989e-03 -1.78714616e-04 1.01362648e-03 -1.42364614e-03 -1.26477317e-04 -4.36259708e-03
-1.82926167e-03 1.90916192e-02 1.13142355e-02 -1.29662886e-01 1.56774558e-01 8.75460497e-02
1.34517316e-01 -1.86023997e-04 -9.79827281e-04 4.87567957e-04 -1.13265501e-03 1.04806815e-03
-1.02219673e-03 -6.96776950e-03 4.06696459e-03 5.11470823e-03 1.83862774e-01 -3.09708569e-01
-1.47986320e-01 -1.75567736e-01 3.05576946e-01 -1.01863796e-03 -4.84471301e-04 7.69904400e-04
2.21637596e-03 6.04189659e-03 4.41252419e-04 1.76827633e-03 -1.45058861e-02 -3.20758176e-03
9.25524698e-02 -1.34464681e-01 -7.56271490e-02 -9.55188504e-02 1.43411807e-01 7.76295058e-02
$end[/cut]

[AlexKsen]

Пока, без цветтерионов. Значит, предлагаете CCSD считать только СП, а геометрию оптимизировать в ДФТ или МР2? Попробуем:)

[ Post made via Windows Smartphone ]

[VTur]

Попробуйте, но обычно получается плохо

[ Post made via Android ]

[sanya1024]

Таки уже и с Т, виесто CCSD надо указывать CCSD4T, Вот пример со страницы Лайкова:

О, спасибо! прозевала этот момент.

[sanya1024]

А цвиттер-ионы получаются только в растворах. В газ. фазе протон уходит обратно.
И если судьба перейти к растворам, то работает МД и термодинамическое интегрирование. Я этой техники не знаю, тут меня спрашивать бесполезно.

[AlexKsen]

Например, если я начну воспроизводить для начала G1 мне нужно:
1. Начальная оптимизация в HF/6-31G*
2. Далее MP2(FU)/ 6-31G*
3. MP4SDTQ(FC)/6-311G**
Понятно, что MP4SDTQ/6-311G** энергии еще недостаточно точны, чтобы дать удовлетворительное значение Ee, поэтому они подвергаются ряду поправок.
А мне Ее не нужна, а нужна только энтальпия, т.е. мне можно геометрию полученную на шаге 3 пустить СП CCSD(T)&

[VTur]

В G1 геометрия определяется на шаге 2 (MP2(Full)/6-31G(d)) и все.
Полная энергия на шаге 3 (MP4SDTQ/6-311G(d,p)).
На 4, 5 и 6 шаге считаются поправки к полной электронной энергии (на 4 - на диффузные функции, на 5 - на поляризационные функции, на 6 - дополнительная корреляционная энергия).
Потом все складывается, добавляется энергия нулевых колебаний, температурный сдвиг энтальпии и переход от полной энергии к полной энтальпии RT. Но и энергия и полная энтальпия получаются плохими. Поэтому к полной энтальпии потом еще добавляется эмпирическая поправка HLC, нормированная на число альфа и бета электронов. Нормировка сделана на множестве G1. Только после всего этого полной энтальпией можно пользоваться.

[Гесс]

Полная оптимизация на MP4SDTQ потребует опять же немеряно времени. Почему не брать геометрии с более дешевых методов? На это есть какое то теоретическое обоснование подкрепленное практическими результатами?

В G№ методах геометрия берется либо c MP2 либо с B3LYP (во всех версиях G3 и G4 кроме чистого G3)

[VTur]

Там дело не во времени. Амплитуды не влезут в оперативку, а пересчитывать все это на лету невозможно.

[ Post made via Android ]