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Hi,<br><br>I guess that what you want to do is exactly what the decouple mdp options do.<br>You probably don't need modify any topology files.<br>If couple-intramol=no (default) than all intra-molecular interactions are not turned<br>off and are plain LJ/Coulomb without cut-off.<br><br>Berk<br><br>&gt; Date: Wed, 28 Jan 2009 00:07:43 -0500<br>&gt; From: chris.neale@utoronto.ca<br>&gt; To: gmx-users@gromacs.org<br>&gt; Subject: [gmx-users] Re: decoupling charge while maintaining intramolecular        potentials<br>&gt; <br>&gt; Thank you Michael for the detailed reply, I have posted clarifications  <br>&gt; and additional questions or remarks inline below.<br>&gt; <br>&gt; &gt; Hi, Chris-<br>&gt; &gt;<br>&gt; &gt; I unfortunately can't be too much help, because my free energy<br>&gt; &gt; calculations are done through a modified version of Gromacs 3.1.4, and<br>&gt; &gt; I am currently working with Berk and Erik to get the important<br>&gt; &gt; modifications into the 4.0 branch.<br>&gt; &gt;<br>&gt; &gt;&gt; I am a new user of the free energy code. I am somewhat confused<br>&gt; &gt;&gt; regarding the method that should be applied to decouple the long range<br>&gt; &gt;&gt; interactions of the solvent from the solute while still maintaining<br>&gt; &gt;&gt; intramolecular long-range interactions for the solute.<br>&gt; &gt;<br>&gt; &gt; By long range interactions, you mean the ones outside the cutoff,<br>&gt; &gt; correct?  Because there's another set of difficulties dealing with the<br>&gt; &gt; ones that are shortange nonbonded interactions as well.  Could you<br>&gt; &gt; clarify?<br>&gt; <br>&gt; When I said "long-range" I should have said "non-bonded" instead  <br>&gt; throughout this entire document. Sorry for the incorrect terminology.  <br>&gt; Therefore I am under the impression that one wants to decouple the  <br>&gt; intermolecular solvent-solute nonbonded interactions without affecting  <br>&gt; any intramolecular nonbonded interactions. I have seen this applied in  <br>&gt; your papers and some others, many of them done via charmm.<br>&gt; <br>&gt; &gt;<br>&gt; &gt;&gt; I was able to find some information in this thread:<br>&gt; &gt;&gt; http://www.gromacs.org/pipermail/gmx-developers/2006-January/001498.html<br>&gt; &gt;&gt; but it is still unclear to me.<br>&gt; &gt;<br>&gt; &gt; I'm not surprised, it was unclear for us at the time as well :)<br>&gt; &gt;<br>&gt; &gt;&gt; I have reproduced the methane and tip3p energies of solvation based on<br>&gt; &gt;&gt; the tutorial that is on the gromacs wiki. In this case, I simply<br>&gt; &gt;&gt; assigned new charge values of 0 in the B state without making any<br>&gt; &gt;&gt; special considerations for intramolecular O-H values. However, tip3p<br>&gt; &gt;&gt; is rigid and perhaps maintaining the intramolecular q-q and LJ<br>&gt; &gt;&gt; components is not essential in this case.<br>&gt; &gt;<br>&gt; &gt; This is where I get confused -- are you talking about long range, or<br>&gt; &gt; any intramolecule interactions.  Certainly for methane and tip3p,<br>&gt; &gt; there aren't any, because all atoms are 1,3 neighbors.<br>&gt; <br>&gt; I am talking about any nonbonded intramolecular interactions. Further,  <br>&gt; your point regarding 1-2 and 1-3 interactions is well taken. My  <br>&gt; molecule of interest is a dodecylphosphocholine detergent and  <br>&gt; therefore there will be substantial intramolecular nonbonded  <br>&gt; interactions that I believe it would be best to maintain.<br>&gt; <br>&gt; &gt;<br>&gt; &gt;&gt; 1. Is it necessary to maintain the intramolecular long-range<br>&gt; &gt;&gt; interactions for the solute while decoupling LJ or charge? If not<br>&gt; &gt;&gt; absolutely required, does it affect the rate of convergence?<br>&gt; &gt;<br>&gt; &gt; If you change the intramolecular nonbonded interactions, then you<br>&gt; &gt; would have to perform a second vacuum calculation in which you turn<br>&gt; &gt; them back on.   In terms of rates of convergence -- nobody really<br>&gt; &gt; knows.  If it's a intramolecular hydrogen bonding system, then turning<br>&gt; &gt; off the intramolecular interactions might be faster.<br>&gt; <br>&gt; What I am actually doing is annihilating one DPC detergent from a DPC  <br>&gt; micelle and, separately, annihilating one DPC detergent monomer from  <br>&gt; bulk water. The dG(monomer) minus dG(micelle) should then be related  <br>&gt; to the relative probabilities of monomeric and aggregated states. I  <br>&gt; have left out the monomer restraints and the volume correction here  <br>&gt; for simpicity. It is my impression that this monomer-in-bulk  <br>&gt; annihilation provides the second simulation that you mentioned above,  <br>&gt; although I will still require this second simulation even if I  <br>&gt; maintain my intramolecular non-bonded interactions since I am  <br>&gt; interested in the relative probabilities of the monomeric and  <br>&gt; aggregated state, both in solution, and not in solvation free energies.<br>&gt; <br>&gt; The reason that I thought one would want to not change the  <br>&gt; intramolecular interactions is that it seems to me that this will make  <br>&gt; the d(pot)d(lambda) energies larger and then subtracting 200-190=10  <br>&gt; seems like it will have more uncertainty than if the dvdl integrated  <br>&gt; energies were all smaller. This is just based on the idea that a small  <br>&gt; difference of two large numbers is often difficult to obtain precisely.<br>&gt; <br>&gt; However, I see your point about relatively stable intramolecular  <br>&gt; interactions. I will need to think further about that one.<br>&gt; <br>&gt; &gt;<br>&gt; &gt;&gt; 2. Is this already handled by the free-energy code?<br>&gt; &gt;<br>&gt; &gt; I can't speak for the 4.0 code.  Berk was introducing nonbonded pair<br>&gt; &gt; terms such that these pair terms would overrule the 'alchemical'<br>&gt; &gt; transformation, resulting in unchanged intramolelcular nonbonded<br>&gt; &gt; interactions.  I actually don't know the current state of this change,<br>&gt; &gt; though.<br>&gt; &gt;<br>&gt; &gt;&gt; 3. If not, how might one go about doing this? My confusion with some<br>&gt; &gt;&gt; additional [ pairs ] entry is how gromacs would get the right<br>&gt; &gt;&gt; combination for lambda=0 and lambda=1 (not to mention intermediate<br>&gt; &gt;&gt; states).<br>&gt; &gt;<br>&gt; &gt; I'm a bit confused.  I would think that you would just want to set<br>&gt; &gt; them to the lambda=0 state, so that intramolecular interactions were<br>&gt; &gt; preserved.  Am I thinking of something different than you are?<br>&gt; <br>&gt; If you're just talking about how to handle the lambda=1 simulation by  <br>&gt; setting pairs according to the nonbonded values that are achieved in  <br>&gt; the lambda=0 state, then I believe that we are thinking about the same  <br>&gt; thing. However, it gets messy for intermediate values of lambda (not  <br>&gt; to mention impossible for the charging simulations) so I'll outline my  <br>&gt; logic more elaborately below.<br>&gt; <br>&gt; Assume that the 4.0.3 free-energy code uses lambda to scale all  <br>&gt; nonbonded interactions including intreamolecular ones for the  <br>&gt; annihilated molecule. Further assume that I create a new [ pairs ]  <br>&gt; section that entirely accounts for all intramolecular LJ interactions  <br>&gt; of the DPC to be annihilated (let's talk LJ annihilation only to make  <br>&gt; this part simpler). If I include this new pairs section for lambda=1,  <br>&gt; then I expect no solute-solvent nonbonded interactions but to maintain  <br>&gt; regular intramolecular nonbonded interactions from the pairs section.  <br>&gt; However, if I include this new pairs section for lambda=0.5, then I  <br>&gt; expect to have 1.5x strength nonbonded intramolecular interactions for  <br>&gt; the annihilated solute (once from pairs and one-half from regular  <br>&gt; nonbonded). This would require different .itp files for each lambda  <br>&gt; value with pairs set according to:<br>&gt; <br>&gt; pair(lambda)=pair(Astate)*(1-lambda) + pair(Bstate)*(lambda)<br>&gt; <br>&gt; if the conversion from A state to B state is linear and thus the new  <br>&gt; pairs section would be different for each lambda and would compensate  <br>&gt; for the loss of intramolecular nonbonded interactions as lambda is  <br>&gt; increased.<br>&gt; <br>&gt; Still, I believe that it is not yet possible to define coulombic  <br>&gt; interactions in the pairs section so this would not work for the  <br>&gt; coulombic portion.<br>&gt; <br>&gt; Thanks you,<br>&gt; I sincerely appreciate your time in assisting me,<br>&gt; Chris.<br>&gt; <br>&gt; _______________________________________________<br>&gt; gmx-users mailing list    gmx-users@gromacs.org<br>&gt; http://www.gromacs.org/mailman/listinfo/gmx-users<br>&gt; Please search the archive at http://www.gromacs.org/search before posting!<br>&gt; Please don't post (un)subscribe requests to the list. Use the <br>&gt; www interface or send it to gmx-users-request@gromacs.org.<br>&gt; Can't post? Read http://www.gromacs.org/mailing_lists/users.php<br><br /><hr />What can you do with the new Windows Live? <a href='http://www.microsoft.com/windows/windowslive/default.aspx' target='_new'>Find out</a></body>
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