Hi Fabian,<div>I am trying something similar with Glutamate to Alanine mutation.</div><div>Does your dummy atoms i.e., DUM1 have a value of 0.0 for sigma and epsilon during all three steps or only in step 2?</div><div><br>
</div><div>Thanks for the time,</div><div><br></div><div>Sai<br><br><div class="gmail_quote">On Thu, Apr 26, 2012 at 10:43 AM, Fabian Casteblanco <span dir="ltr">&lt;<a href="mailto:fabian.casteblanco@gmail.com" target="_blank">fabian.casteblanco@gmail.com</a>&gt;</span> wrote:<br>
<blockquote class="gmail_quote" style="margin:0 0 0 .8ex;border-left:1px #ccc solid;padding-left:1ex">Hello all,<br>
<br>
This is in reply to Michael shirts a while ago on a FEP of a R-CH3 to<br>
an R-H group.  Below is the orignal email.  I recently tested out<br>
mutating a CH3-CH3-(3dummy atoms) molecule on both sides in order to<br>
test out that a peturbation would give you a total of 0.  forcefield<br>
used was CGenFF<br>
<br>
So for procedure was that I turned the CH3 group on the left to an H<br>
with 3 dummy atoms and I turned an H and 3 dummy atoms on the right to<br>
a CH3 group, essentially mutating the molecule to another version of<br>
itself (should give you a total dG of 0 if it works).<br>
<br>
STEP 1. (uncharging everything except the -CH2 group inbetween both<br>
sides  ....   CH3-CH2-HD3)  *D are dummy atoms<br>
 [ atoms ]<br>
;  nr  type  resnr  resid    atom  cgnr  charge    mass    total_charge<br>
    1    CG331     1   SIM       C1     1        -0.27<br>
        12.0110         CG331   0.00     12.0110<br>
    2     HGA3     1   SIM      H11     2         0.09<br>
        1.00800         HGA3    0.00     1.00800<br>
    3     HGA3     1   SIM      H12     3         0.09<br>
        1.00800         HGA3    0.00     1.00800<br>
    4     HGA3     1   SIM      H13     4         0.09<br>
        1.00800         HGA3    0.00     1.00800<br>
    5    CG331     1   SIM       C2     5                -0.27  12.0110         CG331<br>
-0.18    12.0110<br>
    6     HGA3   1   SIM      H21     6           0.09<br>
    7     HGA3   1   SIM      H22     7           0.09<br>
    8     HGA3   1   SIM      H23     8           0.09          1.00800         HGA3    0.00     1.00800<br>
    9      DUM   1   SIM      H31     9           0.00          1.00800<br>
   10      DUM   1   SIM      H32    10           0.00  1.00800<br>
   11      DUM   1   SIM      H33    11           0.00          1.00800<br>
<br>
STEP 2.  (mutation of groups.           CH3-CH2-HD3 becomes D3H-CH2-CH3)<br>
[ atoms ]<br>
;  nr  type  resnr  resid    atom  cgnr  charge    mass    total_charge<br>
    1    CG331      1   SIM       C1      1       0.00<br>
        12.0110         HGA3    0.00       1.00800<br>
    2     HGA3      1   SIM      H11      2       0.00<br>
        1.00800         DUM             0.00       1.00800<br>
    3     HGA3      1   SIM      H12      3       0.00<br>
        1.00800         DUM             0.00       1.00800<br>
    4     HGA3      1   SIM      H13      4       0.00          1.00800         DUM<br>
       0.00        1.00800<br>
    5    CG331      1   SIM       C2      5              -0.18<br>
    6     HGA3    1   SIM      H21     6                  0.09<br>
    7     HGA3    1   SIM      H22     7          0.09<br>
    8     HGA3    1   SIM      H23     8          0.00<br>
        1.00800         CG331   0.00       12.0110<br>
    9      DUM    1   SIM      H31     9                  0.00          1.00800         HGA3    0.00<br>
  1.00800<br>
   10      DUM    1   SIM      H32    10          0.00  1.00800         HGA3    0.00<br>
  1.00800<br>
   11      DUM    1   SIM      H33    11          0.00<br>
        1.00800         HGA3    0.00       1.00800<br>
<br>
STEP3.  (opposite of step1)<br>
[ atoms ]<br>
;  nr  type  resnr  resid    atom  cgnr  charge    mass    total_charge<br>
    1     HGA3   1   SIM         C1     1         0.00          12.0110         HGA3<br>
  0.09    1.00800<br>
    2      DUM   1   SIM        H11     2         0.00<br>
1.00800         DUM            0.00       1.00800<br>
    3      DUM   1   SIM        H12     3         0.00<br>
1.00800         DUM            0.00       1.00800<br>
    4      DUM   1   SIM        H13     4         0.00<br>
1.00800         DUM            0.00       1.00800<br>
    5    CG331   1   SIM         C2     5                -0.18          12.0110         CG331<br>
  -0.27   12.0110<br>
    6     HGA3   1   SIM      H21     6           0.09<br>
    7     HGA3   1   SIM      H22     7           0.09<br>
    8    CG331   1   SIM      H23     8           0.00<br>
1.00800         CG331     -0.27   12.0110<br>
    9     HGA3   1   SIM      H31     9           0.00<br>
1.00800         HGA3    0.09      1.00800<br>
   10     HGA3   1   SIM      H32    10           0.00<br>
1.00800         HGA3    0.09      1.00800<br>
   11     HGA3   1   SIM      H33    11           0.00<br>
1.00800         HGA3    0.09      1.00800<br>
<br>
So in the end, the procedure worked using the g_bar method.  I took 20<br>
simulations for steps 1 and 3 and 50 simulations for step 2.  Here are<br>
the results:<br>
<br>
Step1: -37.62 +/- 0<br>
Step2:  -0.12 +/- 0.24<br>
Step3:  37.68 +/- 0.13<br>
TOTAL ~ -0.06 kJ/mol  which is expected<br>
<br>
My question is that I did something similar for a larger molecule (65<br>
atoms) and someone said before that step 1 and 3 should be very small.<br>
 I&#39;m getting values in the near -20 kJ/mol for step 1 and 3.  I feel<br>
it should be straightforward since I&#39;m simply uncharging a CH3 group<br>
and I don&#39;t get why I&#39;m getting such a large number.  If it is suppose<br>
to be very small, is it safe to assume that step2 should be a majority<br>
of the final value.<br>
<br>
If anyone has any experience in this area all help is greatly<br>
appreciated.  Thank you very much.<br>
<br>
-Fabian<br>
<br>
<br>
<br>
<br>
&gt; So BAR is only<br>
&gt; referring to the mathematical code used to calculate the overall free<br>
&gt; energy for the FEP, correct?<br>
<br>
Yes.  The information required is the same, with the exception that<br>
exponential averaging requires energy differences from only one state,<br>
whereas BAR requires energy differences from both directions.  Since<br>
you are likely running simulations at a range of states anyway,<br>
there&#39;s no extra cost.<br>
<br>
&gt; My question is, for a mutation of a -CH3 group to a -H group, is it<br>
&gt; better to simply run:<br>
&gt; [+ from (Lambda=0 ,  R-CH3, full charges and interactions -STATE A)<br>
&gt; --&gt; (Lambda=1, R-CH, full charges and interactions -STATE B)]<br>
&gt;<br>
&gt; OR<br>
&gt;<br>
&gt; [1) from (Lambda=0 ,  R-CH3, STATE A : Charges and LJ Interactions: ON)<br>
&gt; 2)  (Lambda=?, -CH3 Charges: OFF ,LJ Interactions: ON and unmutated)<br>
&gt; 3)  (Lambda=?, R-CH3, -CH3 Charges: OFF ,LJ Interactions: OFF)<br>
&gt; 4)  (Lambda=?, R-CH3, -CH3 Charges: OFF ,LJ interactions: ON and Mutated to -H)<br>
&gt; 5)  (Lambda=1, R-CH3, -CH3  STATE B : Charges and LJ Interactions: ON)<br>
<br>
Currently, you&#39;d need to run three simulations to do this (will likely<br>
be simplified somewhat in 4.6).<br>
<br>
Set 1: turn R-CH3 charges off in a way that preserves the total charge.<br>
Set 2: change CH3 LJ to H LJ<br>
Set 3: Turn R-H charges on in a way that preserves the total charge.<br>
<br>
Note that the first and last transformations will need only one two<br>
states -- their energies will be VERY small.<br>
<br>
&gt; Reason I&#39;m asking is because when I try the first choice to do it<br>
&gt; STATE A to STATE B in one step, when I reach Lambda=0.85 and above on<br>
&gt; the NVT equilibration right after EM, I receive errors saying that<br>
&gt; bonds are moving way to far off their constraints which leads me to<br>
&gt; believe that the system is moving too far from where it was energy<br>
&gt; minimized.  Errors such as:<br>
&gt;<br>
&gt; Step 188, time 0.376 (ps)<br>
&gt; LINCS WARNING<br>
&gt; relative constraint deviation after LINCS:<br>
&gt; rms 0.000017, max 0.000636 (between atoms 9 and 68)<br>
&gt; bonds that rotated more than 30 degrees:<br>
&gt;  atom 1 atom 2  angle  previous, current, constraint length<br>
&gt;      9     68   31.2    0.1111   0.1110      0.1111<br>
&gt;<br>
&gt; Step 188, time 0.376 (ps)  LINCS WARNING<br>
&gt; relative constraint deviation after LINCS:<br>
&gt; rms 0.000015, max 0.000531 (between atoms 9 and 68)<br>
&gt; bonds that rotated more than 30 degrees:<br>
&gt;  atom 1 atom 2  angle  previous, current, constraint length<br>
&gt;      9     68   31.0    0.1111   0.1110      0.1111<br>
<br>
You probably have problems with the charge + LJ terms on the hydrogen.<br>
 Note that you could possibly use soft core for the Coloumb<br>
interactions for hydrogen -- it&#39;s sometimes causes sampling problems,<br>
but for H&#39;s it probably doesn&#39;t matter.  I haven&#39;t done this approach<br>
much so, so I can&#39;t tell for sure if it will work.<br>
<br>
<br>
--<br>
Best regards,<br>
<br>
Fabian F. Casteblanco<br>
Rutgers University --<br>
Chemical Engineering<br>
<span class="HOEnZb"><font color="#888888">--<br>
gmx-users mailing list    <a href="mailto:gmx-users@gromacs.org">gmx-users@gromacs.org</a><br>
<a href="http://lists.gromacs.org/mailman/listinfo/gmx-users" target="_blank">http://lists.gromacs.org/mailman/listinfo/gmx-users</a><br>
Please search the archive at <a href="http://www.gromacs.org/Support/Mailing_Lists/Search" target="_blank">http://www.gromacs.org/Support/Mailing_Lists/Search</a> before posting!<br>
Please don&#39;t post (un)subscribe requests to the list. Use the<br>
www interface or send it to <a href="mailto:gmx-users-request@gromacs.org">gmx-users-request@gromacs.org</a>.<br>
Can&#39;t post? Read <a href="http://www.gromacs.org/Support/Mailing_Lists" target="_blank">http://www.gromacs.org/Support/Mailing_Lists</a><br>
</font></span></blockquote></div><br></div>