vmd氢键分析

1.氢键介绍

氢原子与电负性大的原子X以共价键结合，若与电负性大、半径小的原子Y（O F N等）接近，在X与Y之间以氢为媒介，生成X-H…Y形式的一种特殊的分子间或分子内相互作用，称为氢键。当然X与Y可以是同一种类分子，如水分子之间的氢键；也可以是不同种类分子，如一水合氨分子（NH3·H2O）之间的氢键。氢键的本质就是强极性键(A-H)上的氢核与电负性很大的、含孤电子对并带有部分负电荷的原子B之间的静电作用力。

氢键的判定标准（以水分子为例）：(1)两个氧原子之间的距离小于3.5 Ǻ；(2)氢键供体中的OH与氢键受体上的O之间的夹角α<30℃。

2.VMD操作

选择extensions>analysis>hydrogen bond进行氢键统计。

VMD默认统计方式如上。这样默认的原子距离和夹角一般较小，判定的氢键数偏小少，需要进行修改。

 

3.输出文件

hbonds.dat中包含导入模型每一帧的氢键数，这里我只导入了一帧。

0 46

hbonds-details.dat中包含氢键细节。

Found 46 hbonds.
donor 			 acceptor 		 occupancy
Seg2549--790 	 Seg- 	 100.00%
Seg2373--2504 	 Seg- 	 100.00%
Seg2278--1063 	 Seg- 	 100.00%
Seg2564--2424 	 Seg- 	 100.00%
Seg677--567 	 Seg- 	 100.00%
Seg488--520 	 Seg- 	 100.00%
Seg522--833 	 Seg- 	 100.00%
Seg794--681 	 Seg- 	 100.00%
Seg723--768 	 Seg- 	 100.00%
Seg681--668 	 Seg- 	 100.00%
Seg2450--2529 	 Seg- 	 100.00%
Seg2450--2313 	 Seg- 	 100.00%
Seg2530--793 	 Seg- 	 100.00%
Seg1043--2194 	 Seg- 	 100.00%
Seg2614--445 	 Seg- 	 100.00%
Seg522--562 	 Seg- 	 100.00%
Seg560--872 	 Seg- 	 100.00%
Seg462--560 	 Seg- 	 100.00%
Seg1597--721 	 Seg- 	 100.00%
Seg467--2581 	 Seg- 	 100.00%
Seg1597--768 	 Seg- 	 100.00%
Seg959--1051 	 Seg- 	 100.00%
Seg1235--1238 	 Seg- 	 100.00%
Seg2294--937 	 Seg- 	 100.00%
Seg1088--2299 	 Seg- 	 100.00%
Seg1088--2300 	 Seg- 	 100.00%
Seg2361--1011 	 Seg- 	 100.00%
Seg1593--1580 	 Seg- 	 100.00%
Seg2517--1500 	 Seg- 	 100.00%
Seg1408--1714 	 Seg- 	 100.00%
Seg917--1237 	 Seg- 	 100.00%
Seg1387--1269 	 Seg- 	 100.00%
Seg929--2358 	 Seg- 	 100.00%
Seg1434--978 	 Seg- 	 100.00%
Seg1434--979 	 Seg- 	 100.00%
Seg1815--1690 	 Seg- 	 100.00%
Seg1815--435 	 Seg- 	 100.00%
Seg431--2340 	 Seg- 	 100.00%
Seg2338--429 	 Seg- 	 100.00%
Seg1459--1691 	 Seg- 	 100.00%
Seg34--2159 	 Seg- 	 100.00%
Seg207--397 	 Seg- 	 100.00%
Seg1833--2152 	 Seg- 	 100.00%
Seg190--181 	 Seg- 	 100.00%
Seg286--2112 	 Seg- 	 100.00%
Seg1196--1199 	 Seg- 	 100.00%

里面包含了各个氢键相关原子的连接。但是这并不是hbonds-details.dat的默认输出，需要对VMD的tcl脚本进行修改才行。

4.tcl脚本

打开E:\Program Files(x86)\VMD\plugins\noarch\tcl\hbonds1.2\hbonds.tcl文件，在1062行后添加一行set newhbond [concat $d "-" $a]，将输出改为每个氢键涉及的氧原子，然后保存。

reference

分子模拟||VMD统计并绘制氢键

氢键的判定条件及使用VMD简单统计体系中的氢键数量