Exploration #390

Project #410: Улучшение А17

Проблема с SCC в Gromacs-DFTB+ на реакции с параоксоном

Added by Andrey Golovin almost 4 years ago. Updated over 3 years ago.

Status:ClosedStart date:30.04.2021
Priority:HighDue date:25.06.2021
Assignee:Avatar?id=882&size=14Alexander Zlobin% Done:

100%

Category:-
Target version:-

Description

GMX-DFTB+ не может стабильно считать реакцию с параоксоном в системе тирозин-глутамат. Задача этого проекта - максимально сузить пространство возможностей того, в чем же проблема.

/home/domain/data/zlobin/2021/A17/crashes

History

#1 Avatar?id=882&size=24 Updated by Alexander Zlobin almost 4 years ago

Лог от 30.04.2021. АЗло

Какие варианты были проработаны:

1. Отличие GMX-DFTB от GMX-DFTB+
1 ходок в GMX-DFTB прошел через барьер. Динамика закончилась взрывом. Насколько это тот же самый феномен, или другой - не понятно. Можем ли мы придумать дизайн эксперимента, который бы явно показал, сохраняется ли тренд в старом интерфейсе или нет? (мини-системы. Пока прогнаны только на DFTB+ и GMX-DFTB+)

2. Влияние параметров dftb
Между 3ob-3-1-ophyd-1-2 и 3ob-2-1-l02 разницы нет, как в GMX-DFTB+ (как real-life, так и мини-система) так и просто в DFTB+ (мини-система)

3. Влияние дисперсии, real-life система
Между отсутствием коррекции, D3, D4, D3H5 разницы нет

4. Mixers, мини-система в воде
Миксер по умолчанию - бройден. Падение на ~3500 шаге
Mixer DIIS - нет разницы
Mixer Simple - падение сразу
Mixer Anderson - падение на ~50000 шаге (ЛЮБОПЫТНО!)

5. ForceEvaluation "dynamics", Filling Fermi 10K или 1e-6K
Нет разницы

#2 Avatar?id=882&size=24 Updated by Alexander Zlobin almost 4 years ago

  • Subject changed from Исследование падучости dftbplus с параоксооном to Проблема с SCC в Gromacs-DFTB+ на реакции с параоксоном
  • Due date set to 05.05.2021

Note: формально это не часть проекта РНФ-абзим, это часть РФФИ-Сириус. Однако статейно конечно в любом случае подходит и под РНФ, и решить в любом случае надо.

Задание 1: гипотеза о влиянии состава системы
Мы уже заметили, что просто трансфер протона с тирозина на глутамат протекает вообще без всяких проблем. При добавлении параоксона они возникают. Гипотеза: что-то в самой сути параоксона не дает ему нормально обсчитываться нашими методами.
Проверка гипотезы: воспроизведение расчета с другим фосфатом с тем же суммарным зарядом:
- ДФП
- зарин
- эхотиофат

Дедлайн: 5 мая 2021

#3 Avatar?id=882&size=24 Updated by Alexander Zlobin almost 4 years ago

  • Status changed from New to In Progress

#4 Updated by Andrey Golovin almost 4 years ago

Саша, на всякий случай укажите директорию где вы это делаете. Для горизонтальной передачи знаний.

#5 Avatar?id=882&size=24 Updated by Alexander Zlobin almost 4 years ago

  • Project changed from РНФ - абзим к S белку to A17

#6 Avatar?id=882&size=24 Updated by Alexander Zlobin almost 4 years ago

  • Description updated (diff)

#7 Avatar?id=882&size=24 Updated by Alexander Zlobin almost 4 years ago

Итак, что-то явно происходит особенное с параоксоном - ДФП работает отлично, реакция проходит шикарно.

Параллельно протестировал глупую, но все же идею: есть ли разница между наличием 5-х связей, пар и механических зарядов и их отсутствием для атомов QM системы в топологии. Разницы нет, что хорошо - так и предполагалось.

Нужно сформулировать новые гипотезы.
  • Влияет ли ароматичность уходящей группы?
  • Влияет ли нитрогруппа?

#8 Avatar?id=882&size=24 Updated by Alexander Zlobin almost 4 years ago

  • Due date changed from 05.05.2021 to 17.05.2021

#9 Updated by Andrey Golovin almost 4 years ago

1) Есть смысл проверить MaxAngularMomentum = d для азота?
2) Падение происходит при образовании PNP иона?

#10 Avatar?id=882&size=24 Updated by Alexander Zlobin almost 4 years ago

1) Принял в работу
2) Нет, падение не сопровождается отслеживаемыми глазом геометрическими событиями

Допишу также апдейт из телеграма, чтобы тоже был тут:
Корень проблем - нитрогруппа. Почему я так считаю:
1) Системы с фенолом и тиофенолом не падают (вообще). Система с тиофенолом даже умудрилась дойти до продуктов (тиофенолят таки лучшая уходящая группа, чем фенолят).
2) Системы с нитрофенолом и тионитрофенолом падают.

#11 Avatar?id=882&size=24 Updated by Alexander Zlobin almost 4 years ago

BREAKING NEWS
Дублирование связей и углов из механики для части квантовой системы (от мостикового кислорода до нитро-группы включительно) в виде рестрейнтов плюмеда (получается искусственная риджидификация) позволяет реакции пройти без падений.
Это костыль, конечно, но для задач дизайна вполне применим.

Тем не менее вариант с d-орбиталью для азота тоже проверю.

#12 Avatar?id=882&size=24 Updated by Alexander Zlobin almost 4 years ago

D-орбиталь азота ничего не изменила, быстрое падение.

#13 Avatar?id=882&size=24 Updated by Alexander Zlobin almost 4 years ago

Дублирование связей и углов не помогло в реальной системе

#14 Avatar?id=882&size=24 Updated by Alexander Zlobin almost 4 years ago

  • Priority changed from Normal to High

#15 Avatar?id=882&size=24 Updated by Alexander Zlobin almost 4 years ago

  • Parent task set to #410

#16 Avatar?id=882&size=24 Updated by Alexander Zlobin almost 4 years ago

  • Due date changed from 17.05.2021 to 24.05.2021

Пока мы в тупике.

Из вариантов рассматриваю возможность набрать системной информации о падениях, сделав метадинамику по RMSD чисто параоксона в воде в куче реплик и изучить, происходит ли падение.

#17 Avatar?id=882&size=24 Updated by Alexander Zlobin almost 4 years ago

Если считать RMSD по всем атомам POX, то Segmentation fault на первом же шаге.
Если убрать расчет RMSD с атомов ароматичеых водородов, то все хорошо. В 10 репликах метадинамика по RMSD не упала за 50 пс.

UPD: Даже не со всех ароматичных, а только с двух наиболее близких к нитро-группе.

#18 Avatar?id=882&size=24 Updated by Alexander Zlobin almost 4 years ago

Следующий шаг в сборе информации для идей: мини-системы со старым интерфейсом

#19 Avatar?id=882&size=24 Updated by Alexander Zlobin almost 4 years ago

Alexander Zlobin wrote:

Если считать RMSD по всем атомам POX, то Segmentation fault на первом же шаге.
Если убрать расчет RMSD с атомов ароматичеых водородов, то все хорошо. В 10 репликах метадинамика по RMSD не упала за 50 пс.

UPD: Даже не со всех ароматичных, а только с двух наиболее близких к нитро-группе.

Проверить то же самое, но без ММ части.

#20 Avatar?id=882&size=24 Updated by Alexander Zlobin almost 4 years ago

GMX-DFTB+ на системе без ММ части (параоксон в кубике). RMSD по всем атомам отлично считается.

GMX-DFTB3 на системе "параоксон в механической воде". RMSD по атомам. Та же проблема, что и с плюсом: если все атомы в списке тех, по которым расчитывается RMSD, то сегфолт на первом же фрейме. Если убрать два ближайших к нитрогруппе водорода, то все окей.

#21 Avatar?id=882&size=24 Updated by Alexander Zlobin almost 4 years ago

  • Tracker changed from Написать to Exploration

#22 Avatar?id=882&size=24 Updated by Alexander Zlobin almost 4 years ago

1. Посмотреть эволюцию зарядов
2. Посчитать с квантовой водой
3. Протестировать GMX_QMMM_VARIANT (1, 0, eqmmmVACUO)
4. Попробовать -COOH

#23 Avatar?id=882&size=24 Updated by Alexander Zlobin almost 4 years ago

1. Ничего странного не наблюдается, миграции заряда к началу ароматической группы нет
2. Пока не сделал
3. 0 и eqmmmVACUO не работают на системе только из POX, так же сегфолт. Без метад работают. Проверить на системах глу-тир-параоксон.
4. Вариант с COO падает так же, как и параоксон

#24 Avatar?id=882&size=24 Updated by Alexander Zlobin almost 4 years ago

  • Due date changed from 24.05.2021 to 04.06.2021

Пока реально тупик. Перемещаю фокус внимания на следующие действия:
1) Детально изучить оптимальный теозим, а не умозрительный
2) Делать дизайны с ним
3) Использовать старый интерфейс

Дедлайн по теозиму - 04.06.2021

#25 Avatar?id=882&size=24 Updated by Alexander Zlobin almost 4 years ago

  • Due date changed from 04.06.2021 to 09.06.2021

#26 Avatar?id=882&size=24 Updated by Alexander Zlobin almost 4 years ago

  • Due date changed from 09.06.2021 to 25.06.2021

Расчеты для ASP/GLU теозима почти завершены, ориентировочно еще 2 дня. К понедельнику - финализировать набор теозимов. На неделе 21-25 прогнать энздез по ним. Также - протестировать интерфейс на риппере на старых дизайнах.

#27 Avatar?id=882&size=24 Updated by Alexander Zlobin over 3 years ago

  • Status changed from In Progress to Closed
  • % Done changed from 0 to 100

Главная гипотеза на данный момент - такая реакция вовсе не может идти, потому и идет взрыв. Вероятно, тирозин депротонируется не в сопряженном режиме. Ближайшая проверка, что проблема не в параоксоне - реакция в параоксоназе в проекте metadbench.

Also available in: Atom PDF