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：

这套课程适合在蛋白质分子动力学模拟中，经常遇到非标准氨基酸、特殊残基或力场数据库无法识别残基的科研人员。

尤其适合：

使用 pdb2gmx 时经常遇到 Residue not found / 残基无法识别 等问题的人

研究体系中含有 非标准氨基酸、特殊修饰残基、共价修饰残基 的用户

已经会生成普通小分子 ITP，但不知道如何把参数真正接回蛋白主链的人

想系统理解 rtp、hdb、residuetypes.dat 等 GROMACS 残基数据库文件的人

希望自己扩展 GROMACS 力场数据库，而不是完全依赖现成参数的人

需要处理原子名称、残基名称、前后残基连接关系、加氢和质子化状态的人

GROMACS 的 pdb2gmx 会读取力场目录中的残基和拓扑数据库；如果蛋白中存在力场不认识的非标准残基，就需要建立对应的残基构建单元。

你会得到什么：

1｜真正理解 GROMACS 残基数据库

学员可以系统理解：

rtp 是做什么的？

hdb 为什么决定怎么补氢？

residuetypes.dat 为什么会影响 pdb2gmx 对残基类型的判断？

不再只是遇到报错后机械修改文件，而是知道 GROMACS 是如何识别和构建残基的。

2｜掌握真实蛋白中的非标准残基处理流程

课程通过真实蛋白案例，识别其中已有数据库支持和未支持的非标准残基，并针对缺失残基进行处理。

流程包括：

提取残基 → 保留相邻残基 → 封端 → 补氢 → 确定质子化状态 → 参数化

而不是把非标准残基简单当成一个孤立小分子。

3｜掌握 rtp / hdb 的实际构建与整理

课程会从生成的参数文件进一步构建：

rtp

hdb

并处理残基名称、原子名称、前后连接原子等信息。

4｜最终让 pdb2gmx 真正识别非标准残基

这也是最关键的一步。

课程最终会将准备好的残基数据库文件加入对应力场目录，并重新通过：

gmx pdb2gmx

生成完整蛋白拓扑。

也就是说，目标不是单独得到一个 ITP，而是让非标准残基：

真正成为蛋白力场的一部分。

课程介绍：

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。

课程主要覆盖：

• GROMACS 残基数据库结构

• rtp / hdb / residuetypes.dat

• pdb2gmx 读取逻辑

• 非标准残基识别

• 相邻残基截取与封端

• 氢原子补加

• 质子化状态处理

• AmberTools / acpype 参数构建

• ITP 文件处理

• rtp / hdb 文件生成与整理

• 原子名称和残基名称匹配

• 力场数据库扩展

• pdb2gmx 完整蛋白拓扑生成

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。

课程相关图片：