刘建川・GROMACS 实战课（专题四）| 非标准残基力场构建

本课适合哪些人学习：

1. 硕博研究生：做翻译后修饰蛋白、非标准氨基酸、共价修饰残基模拟；运行`pdb2gmx`频繁出现`Residue not found`报错；会生成小分子 ITP，但不知道如何把残基参数接入蛋白肽链主链；不理解 rtp、hdb、residuetypes.dat 文件的作用。

2. 青年科研人员：研究含特殊修饰残基蛋白体系，网上教程大多只教独立小分子参数，缺少蛋白链内残基完整处理流程；遇到原子名称不匹配、残基连接出错、加氢异常、质子化状态混乱，手动修改拓扑频频翻车；希望自主扩展 GROMACS 力场数据库，而不是到处寻找现成参数文件。

3. 计算生物、生物物理、计算化学方向研究者：需要把非标准残基真正整合进蛋白力场，让 pdb2gmx 可以直接识别该残基生成完整蛋白拓扑，产出论文可用的模拟体系。

> 前置基础：掌握普通蛋白 GROMACS 模拟流程，了解基础拓扑文件概念，无需非标准残基处理经验。

你会得到什么：

1. 理解 rtp 残基拓扑库、hdb 加氢数据库、residuetypes.dat 残基类型定义文件的功能；搞懂 pdb2gmx 识别、构建残基的完整机制，不再机械复制修改文件应付报错。

2. 掌握蛋白链内非标准残基完整实操流程。基于真实蛋白案例，完成残基提取、相邻残基截取、结构封端、补氢、质子化状态判定、参数化全套流程；区分孤立小分子和蛋白链内残基的处理差异。

3. 掌握 rtp、hdb 文件编写与整理：由参数文件生成适配力场的 rtp 与 hdb，处理原子名称、残基名称、残基首尾连接原子、加氢规则等关键信息。

4.实现力场数据库扩展，pdb2gmx 直接识别新残基：把自制残基数据库加入对应力场目录，修改 residuetypes.dat，直接使用 pdb2gmx 生成包含非标准残基的完整蛋白拓扑，而不是简单拼接 ITP 文件。

5. 配套课程权益：课程资料下载、90 天知识圈；支持在线开票；课程基于 GROMACS2026.3 及以上版本实操演示。

课程介绍：

本课程是 GROMACS 进阶专题实战课，聚焦蛋白中非标准氨基酸、翻译后修饰残基、共价修饰残基的力场数据库扩展与拓扑构建。**可用于磷酸化、甲基化等翻译后修饰蛋白、非标准氨基酸蛋白体系模拟，解决 pdb2gmx 无法识别自定义残基的难题，支撑毕业论文、SCI 论文修饰蛋白分子动力学模拟体系搭建工作**。

本课程还为付费用户提供VIP群进行交流、答疑服务、持续加餐内容、提供定制化培训和咨询服务、仿真人才库高新内推就业、仿真秀还提供奖学金、学完此课程，推荐学习者报名参加工业和信息化部教育与考试中心颁发的——工程仿真技术（CAE分析职业能力等级评价证书）。

一、为什么要开设这门课程

很多已经熟练普通蛋白 GROMACS 模拟的科研人员，一旦 PDB 中出现非标准残基就会陷入困境：运行 pdb2gmx 直接抛出`Residue not found`致命错误；网上大量教程只讲解独立小分子配体 ITP 生成，没有讲如何处理**嵌入蛋白肽链中间**的修饰残基；很多同学生成小分子参数之后，不知道如何处理残基 N 端、C 端与相邻氨基酸的成键连接；不清楚 rtp、hdb、residuetypes.dat 各自的作用，只会盲目复 制网络片段，造成加氢异常、成键错乱；原子名称不匹配、质子化状态判断错误，后续模拟出现键长异常、体系崩溃；简单把 ITP 通过`#include`拼接到 top 文件，而不是让 pdb2gmx 原生识别残基，后续索引、残基操作处处受限；缺少完整端到端实操案例，零散教程只讲局部步骤，学员很难独立完整完成力场数据库扩展。

本课程针对以上科研痛点，厘清独立小分子和蛋白链内残基的处理差异，结合真实蛋白案例完整演示整套工作流。讲解 pdb2gmx 读取残基数据库的底层逻辑，实操完成残基截取封端、质子化处理、参数构建、rtp/hdb 编写、力场目录扩展，最终实现 pdb2gmx 原生识别自定义非标准残基生成完整蛋白拓扑。帮助学员跳出模板依赖，具备自主扩展 GROMACS 蛋白力场数据库的能力，能够独立处理课题中的各类修饰、非标准残基蛋白模拟。

二、课程亮点有哪些

1. 区别普通小分子参数教学，聚焦链内非标准残基：课程核心不是教如何生成小分子 ITP，而是解决**蛋白肽链内部非标准残基接入力场数据库**的科研痛点，解决 pdb2gmx 识别失败问题。

2. 拆解底层数据库文件，知其然更知其所以然：讲解 rtp/hdb/residuetypes.dat 文件原理，不只是复 制粘贴现成片段，学员可以迁移处理自己课题的各类修饰残基。

3. 完整闭环真实案例实操：从蛋白 PDB 出发，经过结构处理‑参数构建‑rtp/hdb 编写‑力场扩展‑pdb2gmx 重生成拓扑完整链路，覆盖封端、质子化、原子名匹配等网上教程经常跳过的细节。

4. 直击高频实操坑点：解决残基首尾连接异常、加氢错误、原子名不匹配、残基类型识别失败等常见问题，理清链内残基和独立小分子处理的本质差异。

5.刘建川博士（刘十三）基于科研实际遇到的非标准残基报错场景开发课程，贴合论文模拟体系需求。提供VIP群答疑服务，配套资料可反复复盘。

三、课程的主要内容及大纲

本课程是一套围绕 GROMACS 非标准残基处理和力场数据库扩展设计的专题实战课程。

课程基于 GROMACS 2026.3 以上版本，首先讲清楚 GROMACS 残基数据库及 pdb2gmx 的工作逻辑，再通过真实蛋白中的非标准残基案例，完整演示从结构处理、封端和质子化，到参数生成、rtp / hdb 构建、数据库更新以及最终生成蛋白拓扑的全过程。

第 1 讲｜GROMACS 残基数据库原理，非标准残基预处理（17 分钟｜可预览 2 分钟）

• pdb2gmx 工作机制；rtp、hdb、residuetypes.dat 文件详解

• 识别蛋白 PDB 内部的非标准残基，区分链内残基与独立小分子

• 残基提取，截取相邻氨基酸，结构封端处理

• 加氢处理，残基质子化状态分析与确定

• 结构预处理，准备用于参数化的分子结构

第 2 讲｜参数构建、rtp/hdb 生成，扩展力场数据库，pdb2gmx 生成完整拓扑（33 分 21 秒｜可预览 3 分钟）

• AmberTools/acpype 生成基础 ITP 参数文件

• 基于参数整理编写 rtp 残基拓扑库文件

• hdb 加氢数据库文件构建，定义残基加氢规则

• 原子名称、残基名称、首尾连接原子核对修正

• 修改 residuetypes.dat，将新残基注册为蛋白残基

• 将 rtp/hdb 部署到对应力场目录，备份原始力场文件

• 实操运行 pdb2gmx，直接识别非标准残基输出完整蛋白拓扑

• 结果校验，常见报错排查，课题迁移注意事项

课程覆盖知识点清单

✅GROMACS 残基数据库：rtp /hdb/residuetypes.dat 原理 

✅pdb2gmx 读取残基数据库逻辑 

✅蛋白中非标准残基识别

✅链内残基截取、相邻残基处理、结构封端 

✅氢原子补加、质子化状态判定 

✅AmberTools /acpype 参数构建 

✅ITP 文件整理处理 

✅rtp 残基拓扑库编写、hdb 加氢库构建 

✅原子名称、残基名称、首尾连接原子修正 

✅力场数据库扩展部署 

✅pdb2gmx 原生识别非标准残基，生成完整蛋白拓扑

这套课解决的核心问题不是“如何给一个小分子做参数”，而是：如何让一个力场原本不认识的非标准残基，真正进入 GROMACS 的蛋白建模体系。

四、购买的注意事项

1、本课程为无形商品，为用户提供免费试看内容，不支持无理由退款。

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