RMSD中的RMS想必你们比较熟悉，是root mean squared的缩写，而这个D在不一样的文献里有不一样的说法，能够是deviation、displacement或者distance等，索性的是，在表示衡量分子结构之间的差别这个概念时，它们是相同的。其定义为
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其中xi和x’i为两个分子的第i个原子的x坐标。学习
计算两个分子间的RMSD的一个重要前提是将两个分子摆放到重叠度最大的位置，不然计算出来的RMSD是没有意义的，以下图所示，两个分子摆放比较随意，距离较大，这时候算出的RMSD会很大。flex
将两个分子摆放到重叠度最大的位置的过程在VMD中称为Align。其数学过程是寻找两个结构之间的某个旋转矩阵，使算出来的RMSD值最小，这个RMSD值才是有意义的。经常使用的算法有Kabsch算法、Quaternion算法等。VMD中使用的是Kabsch算法。spa
计算RMSD的程序有不少，很多同窗甚至本身写过计算RMSD的程序。本文介绍用VMD计算两个分子间的RMSD的方法。3d
首先是制做输入文件，将两个分子的坐标依次写到同一个xyz文件中。为节省篇幅，此处以两个水分子为例：
component
3orm
H2O_1blog
O -2.63 -1.82 0.10
H -1.67 -1.82 0.10
H -2.95 -0.92 0.10
3
H2O_2
O 0.12 -1.36 0.19
H 1.08 -1.36 0.19
H -0.19 -0.46 0.19
这个文件的前一半便是一个水分子的xyz文件的标准写法，第一行为原子数，第二行为标题或分子说明，内容随意，第三行日后为坐标，格式为元素符号加坐标或原子序数加坐标，例如上面的文件中O可换为6，H可换为1。
将文件拖入VMD Main窗口，此时能够看到只显示了一个结构。能够拖动下方的滑块切换到另外一结构：
若想同时显示两个结构，能够在Graphics → Representations选项中设定：
在Draw style选项中，Coloring Method选择Trajectory → Timestep，Drawing Method我我的喜欢选择Licorice，再进入Trajectory选项卡，在Draw Multiple Frames中写入0:1，这样就能够同时显示两个结构，如上图所示。
下面开始计算RMSD，在VMD Main窗口中选择Extensions → Analysis → RMSD Trajectory Tool，打开RMSD窗口。在左上角对话框中将Protein改为all，将下方noh（表示不考虑氢）前的勾去掉。右边有两个关键的按钮RMSD和ALIGN，咱们先尝试不align，此时的RMSD值为3.319 Å，以下图所示：
若是点击ALIGN，能够看到两个分子会尽可能叠合在一块儿，此时的RMSD值为0.488 Å。
最后，咱们将图片导出，顺便复习一下VMD做图的一些简单操做。
去掉左下方的坐标轴：Display → Axes → Off
背景改为白色：Graphics → Colors，在Categories中选择Display，再在Names中选择Background，最后在Colors中选择8 white。
保存图片：File → Render
获得下图，适合放到论文当中。
注：本文较大程度上参考学习了Sob老师的博文《在VMD中计算RMSD衡量两个结构间的几何误差 》，见 http://sobereva.com/290 ，在此表示感谢。
本文分享自微信公众号 - 量子化学（quantumchemistry）。
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