RMSD internal vs cartesian

[surius]

Коллеги, кто может поделиться сакральной мудростью и подказать какой способ расчета RMSD является более "правильным": основынный на внутренних координатах или на декартовых.
А за одно бонусный вопрос, кто-нибудь знает как это самое RMSD считают программы типа VMD или ChemCraft (это скорее вопрос к Vit Nhoc, если он тут будет )

Заранее спасибо

[Гесс]

Я незнаю сакральной мудрости, но исходя из банальной логики:
допустим у нас есть длинная молекула, с небольшой разницей в каком то угле в центре. Тогда на RMSD на внутренних координатах будет скорее всего хорошим (это еще смотря как внутренние коррдинаты посторены, но обычно они строятся вдоль связей), а на декартовых - плохим.
Я бы сказал что ответ что лучше зависит от того что вы хотите получить. В отсутствие дополнительной инфы я бы голосовал за декартовы.

[Vit Nhoc]

Chemcraft считает RMSD в декартовых координатах.
Я всё не могу определиться, стоит ли сделать ещё во внутренних.

[surius]

Я незнаю сакральной мудрости, но исходя из банальной логики:
допустим у нас есть длинная молекула, с небольшой разницей в каком то угле в центре. Тогда на RMSD на внутренних координатах будет скорее всего хорошим (это еще смотря как внутренние коррдинаты посторены, но обычно они строятся вдоль связей), а на декартовых - плохим.

Не только в случае длинных и гнутых, как мне кажется. У меня есть две тригональные бипиримиды которы отличаются "чуть-чуть" друг от друга в основании и "сильно" в одной из вершин. Вот и пытаюсь понять в каких координатах будет лучше.
Тут опять таки вопрос как лучше RMSD считать совместив все атомы со всеми или только некоторые из.

Chemcraft считает RMSD в декартовых координатах.
Я всё не могу определиться, стоит ли сделать ещё во внутренних.

Спасибо за ответ. А по поводу внутренних координат, тут я думаю все должно определяться соотношением трудозатраты/профит, если так можно выразиться. Но за саму реализацию RMSD калькулятора огромное вам спасибо. Потому, как в VMD он реализован так что хочется голову оторвать себе и не мучаться.

[Vit Nhoc]

Я чаще всего реализую то, что мне самому может пригодиться в моей полупрофессиональной научной работе. RMSD я использую, во-первых, чтобы убедиться, что в двух файлах одна и та же геометрия - это помогает избегать ошибок. Во-вторых, иногда нужно посмотреть, насколько какая-то молекула близка к заданной группе симметрии (хотя это уже не совсем RMSD). А для каких задач RMSD нужен вам?

[uchebnik fiziki]

RMSD бесполезен без визуального сравнения и других способов анализа.

[surius]

Коллеги, Vit Nhoc,

Некогда ранее, я спрашивал вас о том в каких координатах расчитывается величина RMSD в программе ChemCraft. Тогда вы ответели что в декартовых и что вам точно не ясна надобность аналогичного расчета во внутренних координатах. Сегодня я обнаружил, так сказать столкнулся в такой пролеммой: при сопоставлении 2-х структур, идентичных конечно, величина RMSD может принимать любое значение! если нумерация атомов в двух молекулах не совпадает. С очевидностью такого не моглобы произойти во внутренних коордитах. Может и в декартовых координатах это можно обойти если строить ковариационную матрицу?

B любом случае было супер здорово, если бы вы могли это поправить в одном из след. релизов

[Гесс]

По моему такое может происходить и во внутренних координатах тоже, простейшая модель - молекула озона в своем нормальном угловатом минимуме - их там 3 идентичных по энергиям но с разной прописью связанности (1-2-3, 2-1-3, 1-3-2), имхо рмсд этих структур может быть ужасным именно во внутренних координатах.

[surius]

По моему такое может происходить и во внутренних координатах тоже, простейшая модель - молекула озона в своем нормальном угловатом минимуме - их там 3 идентичных по энергиям но с разной прописью связанности (1-2-3, 2-1-3, 1-3-2), имхо рмсд этих структур может быть ужасным именно во внутренних координатах.

Да, пожалуй, одними внутренними координатами не обойтись. Даже к ним нужны доп. условия.

[amge]

Сегодня я обнаружил, так сказать столкнулся в такой пролеммой: при сопоставлении 2-х структур, идентичных конечно, величина RMSD может принимать любое значение! если нумерация атомов в двух молекулах не совпадает.

У меня такое постоянно бывает (что нумерация атомов в двух молекулах не совпадает; сюда же - оптические изомеры). Поэтому я сначала совмещаю молекулы по осям эллипсоида инерции, затем перенумеровываю одну из молекул, и только потом считаю RMSD (все это в программе, разумеется, не вручную). Этот алгоритм может глючить на высокосимметричных молекулах, но такие, к счастью, у меня редко бывают.

[Vit Nhoc]

У меня такое постоянно бывает (что нумерация атомов в двух молекулах не совпадает; сюда же - оптические изомеры). Поэтому я сначала совмещаю молекулы по осям эллипсоида инерции, затем перенумеровываю одну из молекул, и только потом считаю RMSD (все это в программе, разумеется, не вручную). Этот алгоритм может глючить на высокосимметричных молекулах, но такие, к счастью, у меня редко бывают.

Добавлю, что Chemcraft может менять нумерацию атомов в полуавтоматическом режиме: надо дважды кликнуть на каждом атоме, в caption ввести новый номер, и далее выбрать Edit/Update atomic sequence by captions on atoms.
Я понимаю, что не помешала бы автоматическая перенумерация атомов, основанная на сравнении двух молекул (т.е. сделать нумерацию во второй молекуле идентичной нумерации в первой), но мне пока лень это делать ), ибо я не уверен, что это такая уж нужная фича.

[uchebnik fiziki]

Я понимаю, что не помешала бы автоматическая перенумерация атомов, основанная на сравнении двух молекул (т.е. сделать нумерацию во второй молекуле идентичной нумерации в первой), но мне пока лень это делать ), ибо я не уверен, что это такая уж нужная фича.

Это крайне нужная фича, потому что большинство считающих RMSD программ считают его по номерам атомов и дают неадекватный результат, если в молекулах из разных источников разная нумерация. Впрочем, канонизация нумерации тем же Опенбабелем решает эту проблему.

[Vit Nhoc]

Я понимаю, что не помешала бы автоматическая перенумерация атомов, основанная на сравнении двух молекул (т.е. сделать нумерацию во второй молекуле идентичной нумерации в первой), но мне пока лень это делать ), ибо я не уверен, что это такая уж нужная фича.

Это крайне нужная фича, потому что большинство считающих RMSD программ считают его по номерам атомов и дают неадекватный результат, если в молекулах из разных источников разная нумерация. Впрочем, канонизация нумерации тем же Опенбабелем решает эту проблему.

Расскажите, в каких ситуациях нужно найти RMSD, а нумерация атомов в двух молекулах разная?

У меня такое бывает крайне редко: когда считаю одну и ту же молекулу в декартовых и в Z-матрице. Но вообще Z-матрица мало на что нужна, по-моему.
Сейчас я использую RMSD только для одной задачи - уберечься от ошибок при приготовлении инпут файлов. Например, я имею недосчитанную оптимизацию геометрии, беру из неё структуру с наименьшей энергией и вставляю координаты во входной файл. Иногда я могу забыть, менял ли что-то в инпуте, и тогда я запускаю RMSD - просто узнать, RMSD будет ноль или не ноль. И ещё пара подохожих сценариев в работе.

[uchebnik fiziki]

Когда файлы происходят из разных программ или разных источников.

[Vit Nhoc]

Когда файлы происходят из разных программ или разных источников.

А зачем вы считаете на разных программах? Расскажите, просто интересно. Мне всегда казалось, что одного Гауссиана должно хватать позарез.

[Гесс]

Ненене. Гауссиана очень много для чего не хватает и никогда хватать не будет сколько бы фишек туда не воткнули (и если уж на то пошло то далеко не у всех он есть, и вопрос совсем не обязательно в деньгах. Я знаю группы у которых достаточно денег, которые не пишут никакого альтернативного кода, но у которых никогда не было гауссиана и они от этого не страдают). Гауссиан катастрофически не подходит для мультиреференсных расчетов, для классической молдинамики, для периодических расчетов (хотя в него какие то модули и запихнуты), в нем нет ни CC2 ни каплдкластера выше CCSDT, нет LPNO-схем, DCFT, DFTB, ADC никакого порядка, ни SAPT ни SAPT-DFT, дисперсионные поправки ограничены гримме, достаточно ограниченно параллелится, базисы исключительно орбитальные гауссиановы, некоторых функционалов тупо нет и их не так просто внедрить (SOS-DH-DFT, LC-BOP). RI (Density Fitting) для гибридных функционалов внедрили в релизе этого года только (не проверял, но надеюсь, иначе ваще отстой), а между тем появлялись новые фишки в этом направлении. Это далеко не полный список, возможно даже не самого важного. Это не умаляет того что наряду с Оркой (и возможно Q-Chem и Gamess но первого у меня тупо нет а во втором не работал, но у обоих более сложный инпут), Гауссиан относится к самым комбайновым комбайнам с простым инпутом.

С другой стороны если разные пакеты используются одним расчетчиком - обычно возможно (и проще) обеспечить одинаковость нумерации на уровне инпутов.

[uchebnik fiziki]

А зачем вы считаете на разных программах?

Гениальный вопрос, мне кажется. А как иначе-то? Разные методы в разных программах реализованы.

обычно возможно (и проще) обеспечить одинаковость нумерации на уровне инпутов

Но это же тоже надо как-то автоматизировать (хотя как я понял из многочисленных здешних тредов, Кемкрафт не про автоматизацию). И всё равно не всегда помогает.

[amge]

Расскажите, в каких ситуациях нужно найти RMSD, а нумерация атомов в двух молекулах разная?

Например, при сравнении своей расчетной структуры с литературной или с рентгеном. Правда, здесь, как и большинстве других случаев, и без RMSD можно обойтись, визуализатора достаточно. Но у меня есть две стандартные ситуации, в которых трудно пришлось бы без автоматизации вычисления RMSD по-разному нумерованных структур (с целью их сравнения).
1. При конформационном анализе, когда нужно "совместить" наборы конформеров из разных источников.
2. При исследовании ППЭ с большим количеством минимумов и переходных состояний (несколько десятков), когда требуется определить уникальность очередной найденной стационарной точки или куда привел спуск по IRC.

[Vit Nhoc]

Расскажите, в каких ситуациях нужно найти RMSD, а нумерация атомов в двух молекулах разная?

Например, при сравнении своей расчетной структуры с литературной или с рентгеном. Правда, здесь, как и большинстве других случаев, и без RMSD можно обойтись, визуализатора достаточно. Но у меня есть две стандартные ситуации, в которых трудно пришлось бы без автоматизации вычисления RMSD по-разному нумерованных структур (с целью их сравнения).
1. При конформационном анализе, когда нужно "совместить" наборы конформеров из разных источников.
2. При исследовании ППЭ с большим количеством минимумов и переходных состояний (несколько десятков), когда требуется определить уникальность очередной найденной стационарной точки или куда привел спуск по IRC.

Блин, я начал это реализовывать, а потом вспомнил что эта фича уже есть: Tools/Structures comparer/Update atomic sequence for best match with the structure from another Chemcraft window.

Подскажите, корректно ли написана эта фраза (в плане - правильный ли английский). Наверно мне надо добавить описание этой фичи на галерею.