量子化学软件

  • ABINIT
    • ABINIT程序包是基于密度泛含理论(Density Functional Theory, DFT),采用赝势和平面波基矢的方法来处理由电子和核所组成的体系(分子和具有周期性结构的固体),它可以计算体系的总能、电荷密度以及电子结构。 ABINIT也可以按H-F力和压力来优化体系的几何结构,或进行根据这些力进行分子动力学模拟或计算得到动力学矩阵、Born有效电荷及介电张量。在含 时密度泛含理论的框架下可以计算分子体系的激发态,也可以基于多体微扰论(GW近似)来处理激发态。另外,除了ABINIT的主要计算模块外,程序包也提 供了一些不同的工具模块用来处理计算结果和数据。 官网:http://www.abinit.org/。
  • GAMESS
    • GAMESS (美国版) 是一个常用的计算化学软件,其全名为通用原子分子电子结构系统(General Atomic and Molecular Electronic Structure System)。作为美国国家化学计算资源(NRCC,National Resources for Computations in Chemistry)项目的一部分,GAMESS的代码于1977年10月1日开始编写。1981年,源码分裂为两个分支,即美国版与英国版。时至今日,两个版本之间已经有很大差异。 其中美国版的源代码由美国艾奥瓦大学的Gordon研究组维护。官网:http://www.msg.ameslab.gov/gamess/。
  • Gaussian
    • Gaussian是一个功能强大的量子化学综合软件包。其可执行程序可在不同型号的大型计算机,超级计算机,工作站和个人计算机上运行,并相应有不同的版本。高斯功能:过渡态能量和结构、键和反应能量、分子轨道、原子电荷和电势、振动频率、红外和拉曼光谱、核磁性质、极化率和超极化率、热力学性质、反应路径,计算可以对体系的基态或激发态执行。可以预测周期体系的能量,结构和分子轨道。因此,Gaussian可以作为功能强大的工具,用于研究许多化学领域的课题,例如取代基的影响,化学反应机理,势能曲面和激发能等等。常常与gaussview连用。官网:http://www.gaussian.com/。
  • MOLPRO
    • MOLPRO是国际上广泛使用的专业级电子结构量化计算软件,由H.-J. Werner和P. J. Knowles负责设计和维护。不同于其它的量子化学软件包,MOLPRO的重点是高精度计算,通过多参考CI,耦合簇和有关的方法,广泛处理电子相关问题。使用最近开发的直接积分局域电子相关方法,可以极大地减少随分子尺寸增加的计算量,能够对更大的分子体系进行准确的从头计算。程序的核心是MCSCF,MR-CI,和耦合簇程序,以及一系列附加功能。 官网:http://www.molpro.net/。
  • NWCHEM
    • NWCHEM软件是运行在高性能并行超级计算机和工作站集群上的开源大规模并行计算化学软件。该软件使用标准量子力学方法描述电子波函数或密度,计算分子和周期性系统的特性,还可进行经典分子动力学和自由能模拟。官网:http://www.nwchem-sw.org/。
  • Q-CHEM
    • Q-CHEM是一款功能齐全的从头算量子化学程序包,全面支持从DFT/HF到各种高级的post-HF相关能计算方法,被广泛用于处理工业界、学术界和国家实验室的各类理论模拟研究,在理论化学、药物设计、材料科学、生物化学以及相关领域的教学和研究中发挥了极大作用。可以包括研究分子结构、化学反应、分子振动、电子光谱、NMR谱和溶剂化效应等。官网:http://www.q-chem.com/。
  • VASP
    • VASP是维也纳大学Hafner小组开发的进行电子结构计算和量子力学-分子动力学模拟软件包。它是目前材料模拟和计算物质科学研究中最流行的商用软件之一。官网:http://www.vasp.at/。
  • WIEN2K
    • 用密度泛函理论计算固体的电子结构。它基于键结构计算最准确的方案——完全势(线性)缀加平面波(L)APW + 局域轨道(lo)方法。在密度泛函中可以使用局域(自旋)密度近似(LDA)或广义梯度近似(GGA)。WIEN 2000使用全电子方案,包含相对论影响。官网:http://www.wien2k.at/。
  • XI'AN-CI
    • XI'AN-CI是我国西北大学文振翼教授等开发的一组计算电子相关能的程序包,程序基于图形酉群方法(GUGA),并采用作者提出的空穴-粒子对称从而提高计算效率。它的核心部分是多参考一级和二级组态相互作用(MR-CISD)。程序包中还包括近似的MR-CISD,如:外收缩近似(ECMRCI),双收缩近似(DCMRCI)以及基于组态的多参考态二阶微扰理论计算(MRPT2)等。

分子模拟软件

  • AMBER
    • AMBER是著名的分子动力学软件,用于蛋白质、核酸、糖等生物大分子的计算模拟。AMBER也指一种经验力场(empirical force fields)。 力场和代码是分开的, 一些软件中包含AMBER力场, 而其他的力场也包含在此amber的软件中。AMBER提供两部分内容:用于模拟生物分子的一组分子力学力场(无版权限制,也用于其它一些模拟程序中);分子模拟程序软件包,包含源代码和演示(有版权限制,需要购买)。AMBER主要程序:Leap:用于准备分子系统坐标和参数文件;Antechamber:用于生成少见小分子力学参数文件的。有的时候一些小分子Leap程序不认识,需要加载其力学参数,这些力学参数文件就要antechamber生成;Sander:MD数据产生程序,即MD模拟程序,被称做AMBER的大脑程序;Ptraj:MD模拟轨迹分析程序。官网:http://ambermd.org/。
  • CPMD
    • CPMD是由IBM公司和马克斯-普朗克研究中心共同开发的一款用于对分子、原子和材料等研究的大型从头算模拟软件。对于非赢利的学术机构是可以免费提供源代码的,而对于商业组织则需要像IBM公司申请许可。它基于密度泛函理论(DFT),并通过平面波基矢和赝势来实现。采用消息传递(MPI)、共享内存(OpenMP)以及混合编程(MPI/OpenMP)的方法来实现并行化,可以在不同结构的计算机平台上运行。   CPMD使用Car-Parrinello分子动力学方法对系统能量最小化,相对于其它的能量极小化方法,如共轭梯度法(CG)、最陡下降法、Block Davison方法等,该方法具有更高的计算速度和效率,因此可以用来计算模拟相对比较复杂的分子或材料体系。CPMD的交换关联势可以使用局域密度近似方法(LDA)、局域自旋密度(LSD)、广义梯度近似(GGA)等。基矢组主要采用赝势+平面波的方法,此外也可以使用高斯型轨道基矢(GTO)、STO、NAO以及PAO等等。   CPMD可以用来计算孤立体系和周期性边界(晶体等)体系的物理、化学性质;可以对体系做几何优化并寻找化学反应过渡态;还可以计算体系的激发态性质。因此,CPMD是一款功能强大的从头算科学模拟软件,广泛使用在材料物理、化学、大分子生物学的研究上。例如,可以用来研究二氧化碳分子在高温高压下的分解过程(环境)、硅基半导体材料的光这特性(硅基光电子器件)等等,对于人类的生产、生活密切相关的研究领域意义重大。官网:http://www.cpmd.org/。
  • ESPRESSOMD
    • ESPRESSOMD是软物质分子动力学模拟程序,以计算静电相互作用见长。官网:http://espressomd.org/。
  • GROMACS
    • GROMACS是用于研究生物分子体系的分子动力学程序包。它可以用分子动力学、随机动力学或路径积分方法模拟溶液或晶体中的任意分子,进行分子能量的最小化,分析构象等。它的模拟程序包包含GROMACS力场(蛋白质、核苷酸、糖等),研究的范围可以包括玻璃和液晶、到聚合物、晶体和生物分子溶液。GROMACS是一个功能强大的分子动力学的模拟软件,其在模拟大量分子系统的牛顿运动方面具有极大的优势。官网:http://www.gromacs.org/。
  • LAMMPS
    • LAMMPS全称“大规模原子分子并行模拟器”,主要用于分子动力学相关的一些计算和模拟工作。它可支持包括气态,液态或者固态相形态下、各种系综下、百万级的原子分子体系,支持多种势函数并具有良好的并行扩展性。官网:http://lammps.sandia.gov/。
  • TINKER
    • TINKER是一些程序的集合,用于进行分子力学和分子动力学计算,以及一些用于生物聚合物计算的特殊功能。注意新旧版本之间的很多计算并不兼容,因为它们的参数文件并不相同。 官网: http://dasher.wustl.edu/tinker/。

药物设计软件

  • AUTODOCK
    • AUTODOCK是一款开源的分子模拟软件,最主要应用于执行配体—蛋白分子对接。它由Scripps研究所的Olson实验室开发与维护,目前最新版本为AutoDock 4.2。另外,其用户图形化界面(GUI)工具为AutoDockTools(ADT),其第二代产品为AutoDock Vina。 AutoDock包含但不局限于以下应用: X-射线晶体学 基于结构的药物设计 先导化合物优化 虚拟筛选 组合库设计 蛋白—蛋白对接 化学机制研究 开发这一程序的灵感源于设计生物活性化合物中遇到的问题,特别是计算机辅助药物设计领域。生物大分子的 X-射线衍射技术的进步为我们提供了更多重要的蛋白和核酸分子的结构。这些结构可以作为生物活性物质的靶标,用于控制动植物的疾病,或者可以使人们简单的理解活性物质在生物学方面的作用机理。准确的了解蛋白靶标和这些活性小分子之间的相互作用是十分重要的。因此,开发者的目标就是为科研工作者提供一个计算工具,帮助他们研究生物大分子(蛋白质)与小分子(配体)复合物的相互作用。官网:http://autodock.scripps.edu/。
  • DL_POLY
    • DL_POLY是串行和并行分子动力学模拟软件包。DL_POLY目前有两个版本。DL_POLY_2是原始版本,用复制数据的方法并行化,适用于在100个处理器上模拟三万个原子的情况;DL_POLY_3的并行化使用区域分解,适用于在8至1024个处理器上,模拟百万量级的原子。对于一个DL_POLY许可,同时提供两个版本。DL_POLY还提供基于JAVA语言的图形用户界面。DL_POLY现在对于学术用户是免费的。官网:http://www.stfc.ac.uk/SCD/44516.aspx。
  • DOCK
    • DOCK是Kuntz研究小组发展的分子对接程序,可能是目前应用最为广泛的分子对接程序之一.它能自动地模拟配体分子在受体活性位点的作用情况,并把理论预测最佳的方式记录下来。而且该方法能够对配体的三维结构数据库进行自动搜索,因此被广泛应用于基于受体结构的数据库搜索的药物设计中,并取得了巨大的成功。用DOCK进行药物设计以及数据库的搜索基本上可以分为下面几个步骤:配体和受体相互作用位点的确定,评分系统的生成,DOCK计算及DOCK结果的处理与分析。活性位点的确定和表达是DOCK最重要的特点之一。活性位点特征的确定对于DOCK研究是非常重要的,因为配体分子和受体相互作用过程的模拟主要就是参考几何位点的几何特征进行的。在DOCK中,活性位点的确定通过sphgen程序来完成。DOCK软件包中sphgen程序生成受体表面所有的凹陷的负像,并对这些负像进行聚类分析。官网:http://www.stfc.ac.uk/SCD/44516.aspx。
Template Settings
Select color sample for all parameters
Red Green Blue Gray
Background Color
Text Color
Google Font
Body Font-size
Body Font-family
Scroll to top