Re: Differences between ABF and metadynamics

From: Jérôme Hénin (jhenin_at_ifr88.cnrs-mrs.fr)
Date: Tue Sep 13 2011 - 05:43:39 CDT

Hi Alex,

It's very difficult to say just from this. Did both simulations sample
the colvar space well? what do the histograms look like?

Jerome

On 13 September 2011 12:13, Alex <alniagap_at_gmail.com> wrote:
> Hi,
> I have got different free energy surfaces obtained by using adaptive
> biasing force method and metadyanmics calculations for the same
> molecule (paracetamol) in vacuum. Could you explain to me why? The
> duration of the simulated trajectory was 25 ns after equilibration.
> Difference between configurations of calculations only in colvars
> configurations.
>
> ABF colvars config contains lines like these:
> ##################################################
> colvarsTrajFrequency    500
> colvarsRestartFrequency 500
> colvar {
>  name phi
>  width 5.0
>  lowerboundary -180
>  upperboundary 180
>  dihedral {
>    oneSiteSystemForce
>    group1 {
>      atomnumbers 6
>    }
>    group2 {
>      atomnumbers 5
>    }
>    group3 {
>      atomnumbers 7
>    }
>    group4 {
>      atomnumbers 9
>    }
>  }
> }
> colvar {
>  name psi
>  width 5.0
>  lowerboundary -180
>  upperboundary 180
>  dihedral {
>    oneSiteSystemForce
>    group1 {
>      atomnumbers 5
>    }
>    group2 {
>      atomnumbers 7
>    }
>    group3 {
>      atomnumbers 9
>    }
>    group4 {
>      atomnumbers 10
>    }
>  }
> }
> abf {
>  colvars phi psi
>  fullSamples   200
> }
> ##################################################
>
> Metadynamics colvars config contains lines like these:
> ##################################################
> colvarsTrajFrequency    500
> colvarsRestartFrequency 500
> colvar {
>  name phi
>  width 5.0
>  lowerboundary -180
>  upperboundary 180
>  dihedral {
>    oneSiteSystemForce
>    group1 {
>      atomnumbers 6
>    }
>    group2 {
>      atomnumbers 5
>    }
>    group3 {
>      atomnumbers 7
>    }
>    group4 {
>      atomnumbers 9
>    }
>  }
> }
> colvar {
>  name psi
>  width 5.0
>  lowerboundary -180
>  upperboundary 180
>  dihedral {
>    oneSiteSystemForce
>    group1 {
>      atomnumbers 5
>    }
>    group2 {
>      atomnumbers 7
>    }
>    group3 {
>      atomnumbers 9
>    }
>    group4 {
>      atomnumbers 10
>    }
>  }
> }
> metadynamics {
>  colvars phi psi
>  hillWidth 2
> }
> ##################################################
>
> Where phi and psi is the dihedral angles.
>
> Simulations config contains lines like these:
> ##################################################
> numSteps                50000000
> structure               system.psf
> coordinates             system.pdb
> set temperature         313
> set outputname          out_system_1
> set inputname           out_system
> binCoordinates          $inputname.coor
> binVelocities           $inputname.vel
> firsttimestep           0
> paraTypeCharmm          on
> parameters              par_all36_cgenff.prm
> exclude                 scaled1-4
> 1-4scaling              1.0
> cutoff                  14.0
> switching               on
> switchdist              10.0
> pairlistdist            18.5
> timestep                        0.5
> rigidBonds              none
> nonbondedFreq           1
> fullElectFrequency      2
> stepspercycle           10
> langevin                on
> langevinDamping         5
> langevinTemp            $temperature
> langevinHydrogen        on
> wrapAll                 on
> outputName              $outputname
> restartfreq             500
> dcdfreq                 500
> xstFreq                 500
> outputEnergies          500
> outputPressure          500
> colvars                 on
> colvarsConfig           colvars.in
> ##################################################
>
> Equilibrations config contains lines like these:
> ##################################################
> structure               system.psf
> coordinates             system.pdb
> set temperature         313
> set outputname          out_system
> firsttimestep           0
> paraTypeCharmm          on
> parameters              par_all36_cgenff.prm
> temperature             $temperature
> exclude                 scaled1-4
> 1-4scaling              1.0
> cutoff                  14.0
> switching               on
> switchdist              10.0
> pairlistdist            18.5
> timestep                0.5
> rigidBonds              none
> nonbondedFreq           1
> fullElectFrequency      2
> stepspercycle           10
> langevin                on
> langevinDamping         5
> langevinTemp            $temperature
> langevinHydrogen        on
> wrapAll                 on
> outputName              $outputname
> restartfreq             500
> dcdfreq                 500
> xstFreq                 500
> outputEnergies          500
> outputPressure          500
> minimize                500
> reinitvels              $temperature
> run                     10000000
> ##################################################
>
> PDB file of the molecule:
> ###############################################################################
> ATOM      1  C14 PACP    1      16.078  10.242  15.441  1.00  0.00      PACP C
> ATOM      2 H141 PACP    1      16.509  10.274  14.677  1.00  0.00      PACP H
> ATOM      3 H142 PACP    1      16.407  10.180  16.325  1.00  0.00      PACP H
> ATOM      4 H143 PACP    1      15.840  11.289  15.469  1.00  0.00      PACP H
> ATOM      5  C15 PACP    1      14.790   9.463  15.330  1.00  0.00      PACP C
> ATOM      6  O29 PACP    1      13.986   9.378  16.260  1.00  0.00      PACP O
> ATOM      7  N21 PACP    1      14.595   8.870  14.144  1.00  0.00      PACP N
> ATOM      8 H211 PACP    1      15.297   8.939  13.578  1.00  0.00      PACP H
> ATOM      9  C22 PACP    1      13.511   8.034  13.744  1.00  0.00      PACP C
> ATOM     10  C23 PACP    1      12.251   8.048  14.333  1.00  0.00      PACP C
> ATOM     11 H231 PACP    1      12.091   8.657  15.016  1.00  0.00      PACP H
> ATOM     12  C24 PACP    1      11.251   7.197  13.873  1.00  0.00      PACP C
> ATOM     13 H241 PACP    1      10.346   7.257  14.243  1.00  0.00      PACP H
> ATOM     14  C26 PACP    1      12.755   6.339  12.207  1.00  0.00      PACP C
> ATOM     15 H261 PACP    1      12.920   5.762  11.471  1.00  0.00      PACP H
> ATOM     16  C27 PACP    1      13.742   7.183  12.672  1.00  0.00      PACP C
> ATOM     17 H271 PACP    1      14.614   7.182  12.269  1.00  0.00      PACP H
> ATOM     18  C25 PACP    1      11.503   6.336  12.818  1.00  0.00      PACP C
> ATOM     19  O28 PACP    1      10.485   5.500  12.416  1.00  0.00      PACP O
> ATOM     20 H281 PACP    1      10.673   5.217  11.599  1.00  0.00      PACP H
> END
> ###############################################################################
>
> --
> with best regards,
> Alex
>
>

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