AMBER程序支持的力場一覽

本文主要介紹下Amber11中支持的眾多版本的Amber力場，GAFF和GLYCAM順便提一下。主要參考了AmberTools手冊。順帶一提，后期Amber力場都是采用RESP電荷，計算RESP電荷最佳的工具是Multiwfn，使用非常簡單，看《RESP擬合靜電勢電荷的原理以及在Multiwfn中的計算》（http://www.shanxitv.org/441）。
 
AMBER=Assisted Model Building with Energy Refinement：適合蛋白和核酸的凝聚相模擬，有機小分子支持得少。函數形式簡單。包含以下版本：
ff10力場(parm10.dat)：對ff99的各種參數補丁的集合，相當于parm99.dat+frcmod.ff03+bsc0+chi.OL3+新的離子參數+原子和殘基名的修改以順應PDB format version 3。這是目前最好的amber力場。
ff03.r1力場(parm99.dat+frcmod.ff03)：ff99力場的修改版。獲取電荷時通過連續介電模型表現溶劑可極化效應，修改了蛋白phi、psi骨架參數，減少了對螺旋構象的偏愛。核酸參數相對于ff99沒變。ff03.r1與amber9中的ff03略有不同，那時仍用的是ff94的方法得來的碳、氮端基原子電荷，如果仍想用那時代的ff03就調用oldff/leaprc.ff03.
ff03ua力場(parm99.dat+frcmod.ff03+frcmod.ff03ua)：ff03力場的united-atom版本，側鏈的氫原子被united了，骨架上的氫原子和芳香環上的氫原子仍被保留。由于骨架還是全原子故骨架勢參數沒變，側鏈上的參數因用了united故重新擬合。核酸參數完全沒變，且還是全原子。
ff02力場(parm99.dat+frcmod.ff02pol.r1)：ff99力場的可極化版，給原子上增加了可極化的偶極子。frcmod.ff02pol.r1是對原ff02的扭轉參數的修正。
ff02EP力場(parm99EP.dat+frcmod.ff02pol.r1)：ff02力場基礎上給諸如氧、氮、硫原子增加了偏離原子中心的點電荷以表現孤對電子效應。據稱比ff02稍好點。
ff99力場(parm99.dat)：大部分參數來自ff94力場，修改了許多扭轉角的參數。甘氨酸的骨架參數有問題，螺旋和延展構象的平衡性不對。而對于DNA，ff99長時間模擬中亞穩態占統治地位，即alpha和gamma二面角傾向于分別為gauche+和trans狀態。雖然在RNA中也有這問題，但不嚴重。ff99的這些毛病在ff94里也有。
ff99SB力場(parm99.dat+frcmod.ff99SB)：對ff99的蛋白二面角參數進行修正，二級結構間分布的比例得到了改善，也解決了甘氨酸骨架參數問題。
bsc0(frcmod.parmbsc0)：解決上述ff99在核酸模擬問題上的補丁，同時還改進了RNA的糖苷的gamma二面角扭轉勢。可參考http://mmb.pcb.ub.es/PARMBSC0。
ff99SB+bsc0力場：把bsc0補丁用到ff99SB上，相對于ff99同時增進對蛋白和核酸的效果。這個組合使gamma二面角過分偏離了trans型。如果初始結構有很多gamma角為trans的情況，還是用ff99比較好。
ff99SBildn(frcmod.ff99SBildn)：在ff99SB基礎上修改氨基酸側鏈參數的補丁。
ff99SBnmr(frcmod.ff99SBnmr)：在ff99SB基礎上修改骨架扭轉項參數以更符合NMR數據的補丁。
ff98力場(parm98.dat)：對ff94改進了糖苷的扭轉角參數。
ff96力場(parm96.dat)：與ff94扭轉角不同，算出來的能量更接近量化結果。來自Beachy et al，由于構象有明顯偏向beta等問題，使用不廣泛。
ff94力場(parm94.dat)：來自Cornell, Kollman et al。適合溶劑環境。電荷由RESP HF/6-31G*獲得。
ff86力場(parm91X.dat)：將ff84擴展為全原子力場。和ff84一樣對氫鍵也是用Lennard-Jones 10-12勢，故如果想在sander里用ff84/86，得重新帶著-DHAS_10_12選項編譯。之所以相應的文件叫parm91X是因為對原始ff86做了一些修正。（parm91X.dat是parm91.dat的補完版，加入了一些非鍵項，但非鍵項比如Mg、I等的參數都沒調好，只是近似。）
ff84(parm91X.ua.dat)：最早的AMBER力場，用于模擬核酸和蛋白質的聯合原子力場。不推薦使用，但在真空或者距離依賴的介電常數下模擬還有用。
parmAM1和parmPM3力場(parmAM1.dat/parmPM3.dat)：用這個參數對蛋白質優化可以得出與AM1/PM3相同的優化結果。如今已沒什么價值。
 
GAFF力場(gaff.dat)=Generation Amber Force Field：普適型有機小分子力場，函數形式和AMBER力場相同，與AMBER力場完全兼容。
 
GLYCAM-06力場(GLYCAM_06g.dat)：對以前GLYCAM力場做了改進，并且納入了一小部分脂類的參數。
GLYCAM-04EP力場(GLYCAM04EP.dat)：將GLYCAM04擴展到可用于TIP5P模型下的模擬。給氧加上非原子中心點電荷表現孤對電子效應。
GLYCAM-04力場(GLYCAM04.dat)=glycans and glycoconjugates in AMBER：專用于糖的模擬，和AMBER完全兼容，可一起用于糖蛋白的模擬。官網：http://glycam.ccrc.uga.edu/ccrc/index.jsp
 
另外，Amber程序還支持AMOEBA力場，也可以通過自帶的CHAMBER工具來支持CHARMM力場，這里就不提了。