src/gromacs/gmxana/dlist.c

   1 /*
   2  *
   3  *                This source code is part of
   4  *
   5  *                 G   R   O   M   A   C   S
   6  *
   7  *          GROningen MAchine for Chemical Simulations
   8  *
   9  *                        VERSION 3.2.0
  10  * Written by David van der Spoel, Erik Lindahl, Berk Hess, and others.
  11  * Copyright (c) 1991-2000, University of Groningen, The Netherlands.
  12  * Copyright (c) 2001-2004, The GROMACS development team,
  13  * check out http://www.gromacs.org for more information.
  14
  15  * This program is free software; you can redistribute it and/or
  16  * modify it under the terms of the GNU General Public License
  17  * as published by the Free Software Foundation; either version 2
  18  * of the License, or (at your option) any later version.
  19  *
  20  * If you want to redistribute modifications, please consider that
  21  * scientific software is very special. Version control is crucial -
  22  * bugs must be traceable. We will be happy to consider code for
  23  * inclusion in the official distribution, but derived work must not
  24  * be called official GROMACS. Details are found in the README & COPYING
  25  * files - if they are missing, get the official version at www.gromacs.org.
  26  *
  27  * To help us fund GROMACS development, we humbly ask that you cite
  28  * the papers on the package - you can find them in the top README file.
  29  *
  30  * For more info, check our website at http://www.gromacs.org
  31  *
  32  * And Hey:
  33  * Green Red Orange Magenta Azure Cyan Skyblue
  34  */
  35 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  36 #include <config.h>
  37 #endif
  38
  39 #include <stdlib.h>
  40
  41 #include "string2.h"
  42 #include "smalloc.h"
  43 #include "gstat.h"
  44 #include "gmx_fatal.h"
  45 #include "index.h"
  46
  47 t_dlist *mk_dlist(FILE *log,
  48                   t_atoms *atoms, int *nlist,
  49                   gmx_bool bPhi, gmx_bool bPsi, gmx_bool bChi, gmx_bool bHChi,
  50                   int maxchi, int r0, gmx_residuetype_t rt)
  51 {
  52     int       ires, i, j, k, ii;
  53     t_dihatms atm, prev;
  54     int       nl = 0, nc[edMax];
  55     char     *thisres;
  56     t_dlist  *dl;
  57
  58     snew(dl, atoms->nres+1);
  59     prev.C = prev.O = -1;
  60     for (i = 0; (i < edMax); i++)
  61     {
  62         nc[i] = 0;
  63     }
  64     ires = -1;
  65     i    =  0;
  66     while (i < atoms->nr)
  67     {
  68         ires = atoms->atom[i].resind;
  69
  70         /* Initiate all atom numbers to -1 */
  71         atm.minC = atm.H = atm.N = atm.C = atm.O = atm.minO = -1;
  72         for (j = 0; (j < MAXCHI+3); j++)
  73         {
  74             atm.Cn[j] = -1;
  75         }
  76
  77         /* Look for atoms in this residue */
  78         /* maybe should allow for chis to hydrogens? */
  79         while ((i < atoms->nr) && (atoms->atom[i].resind == ires))
  80         {
  81             if ((strcmp(*(atoms->atomname[i]), "H") == 0) ||
  82                 (strcmp(*(atoms->atomname[i]), "H1") == 0) )
  83             {
  84                 atm.H = i;
  85             }
  86             else if (strcmp(*(atoms->atomname[i]), "N") == 0)
  87             {
  88                 atm.N = i;
  89             }
  90             else if (strcmp(*(atoms->atomname[i]), "C") == 0)
  91             {
  92                 atm.C = i;
  93             }
  94             else if ((strcmp(*(atoms->atomname[i]), "O") == 0) ||
  95                      (strcmp(*(atoms->atomname[i]), "O1") == 0))
  96             {
  97                 atm.O = i;
  98             }
  99             else if (strcmp(*(atoms->atomname[i]), "CA") == 0)
 100             {
 101                 atm.Cn[1] = i;
 102             }
 103             else if (strcmp(*(atoms->atomname[i]), "CB") == 0)
 104             {
 105                 atm.Cn[2] = i;
 106             }
 107             else if ((strcmp(*(atoms->atomname[i]), "CG") == 0)  ||
 108                      (strcmp(*(atoms->atomname[i]), "CG1") == 0) ||
 109                      (strcmp(*(atoms->atomname[i]), "OG") == 0)  ||
 110                      (strcmp(*(atoms->atomname[i]), "OG1") == 0) ||
 111                      (strcmp(*(atoms->atomname[i]), "SG") == 0))
 112             {
 113                 atm.Cn[3] = i;
 114             }
 115             else if ((strcmp(*(atoms->atomname[i]), "CD") == 0)  ||
 116                      (strcmp(*(atoms->atomname[i]), "CD1") == 0) ||
 117                      (strcmp(*(atoms->atomname[i]), "SD") == 0)  ||
 118                      (strcmp(*(atoms->atomname[i]), "OD1") == 0) ||
 119                      (strcmp(*(atoms->atomname[i]), "ND1") == 0))
 120             {
 121                 atm.Cn[4] = i;
 122             }
 123             /* by grs - split the Cn[4] into 2 bits to check allowing dih to H */
 124             else if (bHChi && ((strcmp(*(atoms->atomname[i]), "HG")  == 0) ||
 125                                (strcmp(*(atoms->atomname[i]), "HG1")  == 0)) )
 126             {
 127                 atm.Cn[4] = i;
 128             }
 129             else if ((strcmp(*(atoms->atomname[i]), "CE") == 0) ||
 130                      (strcmp(*(atoms->atomname[i]), "CE1") == 0) ||
 131                      (strcmp(*(atoms->atomname[i]), "OE1") == 0) ||
 132                      (strcmp(*(atoms->atomname[i]), "NE") == 0))
 133             {
 134                 atm.Cn[5] = i;
 135             }
 136             else if ((strcmp(*(atoms->atomname[i]), "CZ") == 0) ||
 137                      (strcmp(*(atoms->atomname[i]), "NZ") == 0))
 138             {
 139                 atm.Cn[6] = i;
 140             }
 141             /* HChi flag here too */
 142             else if (bHChi && (strcmp(*(atoms->atomname[i]), "NH1") == 0))
 143             {
 144                 atm.Cn[7] = i;
 145             }
 146             i++;
 147         }
 148
 149         thisres = *(atoms->resinfo[ires].name);
 150
 151         /* added by grs - special case for aromatics, whose chis above 2 are
 152            not real and produce rubbish output - so set back to -1 */
 153         if (strcmp(thisres, "PHE") == 0 ||
 154             strcmp(thisres, "TYR") == 0 ||
 155             strcmp(thisres, "PTR") == 0 ||
 156             strcmp(thisres, "TRP") == 0 ||
 157             strcmp(thisres, "HIS") == 0 ||
 158             strcmp(thisres, "HISA") == 0 ||
 159             strcmp(thisres, "HISB") == 0)
 160         {
 161             for (ii = 5; ii <= 7; ii++)
 162             {
 163                 atm.Cn[ii] = -1;
 164             }
 165         }
 166         /* end fixing aromatics */
 167
 168         /* Special case for Pro, has no H */
 169         if (strcmp(thisres, "PRO") == 0)
 170         {
 171             atm.H = atm.Cn[4];
 172         }
 173         /* Carbon from previous residue */
 174         if (prev.C != -1)
 175         {
 176             atm.minC = prev.C;
 177         }
 178         if (prev.O != -1)
 179         {
 180             atm.minO = prev.O;
 181         }
 182         prev = atm;
 183
 184         /* Check how many dihedrals we have */
 185         if ((atm.N != -1) && (atm.Cn[1] != -1) && (atm.C != -1) &&
 186             (atm.O != -1) && ((atm.H != -1) || (atm.minC != -1)))
 187         {
 188             dl[nl].resnr     = ires+1;
 189             dl[nl].atm       = atm;
 190             dl[nl].atm.Cn[0] = atm.N;
 191             if ((atm.Cn[3] != -1) && (atm.Cn[2] != -1) && (atm.Cn[1] != -1))
 192             {
 193                 nc[0]++;
 194                 if (atm.Cn[4] != -1)
 195                 {
 196                     nc[1]++;
 197                     if (atm.Cn[5] != -1)
 198                     {
 199                         nc[2]++;
 200                         if (atm.Cn[6] != -1)
 201                         {
 202                             nc[3]++;
 203                             if (atm.Cn[7] != -1)
 204                             {
 205                                 nc[4]++;
 206                                 if (atm.Cn[8] != -1)
 207                                 {
 208                                     nc[5]++;
 209                                 }
 210                             }
 211                         }
 212                     }
 213                 }
 214             }
 215             if ((atm.minC != -1) && (atm.minO != -1))
 216             {
 217                 nc[6]++;
 218             }
 219             dl[nl].index = gmx_residuetype_get_index(rt, thisres);
 220
 221             sprintf(dl[nl].name, "%s%d", thisres, ires+r0);
 222             nl++;
 223         }
 224         else if (debug)
 225         {
 226             fprintf(debug, "Could not find N atom but could find other atoms"
 227                     " in residue %s%d\n", thisres, ires+r0);
 228         }
 229     }
 230     fprintf(stderr, "\n");
 231     fprintf(log, "\n");
 232     fprintf(log, "There are %d residues with dihedrals\n", nl);
 233     j = 0;
 234     if (bPhi)
 235     {
 236         j += nl;
 237     }
 238     if (bPsi)
 239     {
 240         j += nl;
 241     }
 242     if (bChi)
 243     {
 244         for (i = 0; (i < maxchi); i++)
 245         {
 246             j += nc[i];
 247         }
 248     }
 249     fprintf(log, "There are %d dihedrals\n", j);
 250     fprintf(log, "Dihedral: ");
 251     if (bPhi)
 252     {
 253         fprintf(log, " Phi  ");
 254     }
 255     if (bPsi)
 256     {
 257         fprintf(log, " Psi  ");
 258     }
 259     if (bChi)
 260     {
 261         for (i = 0; (i < maxchi); i++)
 262         {
 263             fprintf(log, "Chi%d  ", i+1);
 264         }
 265     }
 266     fprintf(log, "\nNumber:   ");
 267     if (bPhi)
 268     {
 269         fprintf(log, "%4d  ", nl);
 270     }
 271     if (bPsi)
 272     {
 273         fprintf(log, "%4d  ", nl);
 274     }
 275     if (bChi)
 276     {
 277         for (i = 0; (i < maxchi); i++)
 278         {
 279             fprintf(log, "%4d  ", nc[i]);
 280         }
 281     }
 282     fprintf(log, "\n");
 283
 284     *nlist = nl;
 285
 286     return dl;
 287 }
 288
 289 gmx_bool has_dihedral(int Dih, t_dlist *dl)
 290 {
 291     gmx_bool b = FALSE;
 292     int      ddd;
 293
 294     switch (Dih)
 295     {
 296         case edPhi:
 297             b = ((dl->atm.H != -1) && (dl->atm.N != -1) && (dl->atm.Cn[1] != -1) && (dl->atm.C != -1));
 298             break;
 299         case edPsi:
 300             b = ((dl->atm.N != -1) && (dl->atm.Cn[1] != -1) && (dl->atm.C != -1) && (dl->atm.O != -1));
 301             break;
 302         case edOmega:
 303             b = ((dl->atm.minO != -1) && (dl->atm.minC != -1) && (dl->atm.N != -1) && (dl->atm.Cn[1] != -1));
 304             break;
 305         case edChi1:
 306         case edChi2:
 307         case edChi3:
 308         case edChi4:
 309         case edChi5:
 310         case edChi6:
 311             ddd = Dih - edChi1;
 312             b   = ((dl->atm.Cn[ddd] != -1) &&  (dl->atm.Cn[ddd+1] != -1) &&
 313                    (dl->atm.Cn[ddd+2] != -1) && (dl->atm.Cn[ddd+3] != -1));
 314             break;
 315         default:
 316             pr_dlist(stdout, 1, dl, 1, 0, TRUE, TRUE, TRUE, TRUE, MAXCHI);
 317             gmx_fatal(FARGS, "Non existant dihedral %d in file %s, line %d",
 318                       Dih, __FILE__, __LINE__);
 319     }
 320     return b;
 321 }
 322
 323 static void pr_one_ro(FILE *fp, t_dlist *dl, int nDih, real dt)
 324 {
 325     int k;
 326     for (k = 0; k < NROT; k++)
 327     {
 328         fprintf(fp, "  %6.2f", dl->rot_occ[nDih][k]);
 329     }
 330     fprintf(fp, "\n");
 331 }
 332
 333 static void pr_ntr_s2(FILE *fp, t_dlist *dl, int nDih, real dt)
 334 {
 335     fprintf(fp, "  %6.2f  %6.2f\n", (dt == 0) ? 0 : dl->ntr[nDih]/dt, dl->S2[nDih]);
 336 }
 337
 338 void pr_dlist(FILE *fp, int nl, t_dlist dl[], real dt, int printtype,
 339               gmx_bool bPhi, gmx_bool bPsi, gmx_bool bChi, gmx_bool bOmega, int maxchi)
 340 {
 341     int   i, Xi;
 342
 343     void  (*pr_props)(FILE *, t_dlist *, int, real);
 344
 345     /* Analysis of dihedral transitions etc */
 346
 347     if (printtype == edPrintST)
 348     {
 349         pr_props = pr_ntr_s2;
 350         fprintf(stderr, "Now printing out transitions and OPs...\n");
 351     }
 352     else
 353     {
 354         pr_props = pr_one_ro;
 355         fprintf(stderr, "Now printing out rotamer occupancies...\n");
 356         fprintf(fp, "\nXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX\n\n");
 357     }
 358
 359     /* change atom numbers from 0 based to 1 based */
 360     for (i = 0; (i < nl); i++)
 361     {
 362         fprintf(fp, "Residue %s\n", dl[i].name);
 363         if (printtype == edPrintST)
 364         {
 365             fprintf(fp, " Angle [   AI,   AJ,   AK,   AL]  #tr/ns  S^2D  \n"
 366                     "--------------------------------------------\n");
 367         }
 368         else
 369         {
 370             fprintf(fp, " Angle [   AI,   AJ,   AK,   AL]  rotamers  0  g(-)  t  g(+)\n"
 371                     "--------------------------------------------\n");
 372         }
 373         if (bPhi)
 374         {
 375             fprintf(fp, "   Phi [%5d,%5d,%5d,%5d]",
 376                     (dl[i].atm.H == -1) ? 1+dl[i].atm.minC : 1+dl[i].atm.H,
 377                     1+dl[i].atm.N, 1+dl[i].atm.Cn[1], 1+dl[i].atm.C);
 378             pr_props(fp, &dl[i], edPhi, dt);
 379         }
 380         if (bPsi)
 381         {
 382             fprintf(fp, "   Psi [%5d,%5d,%5d,%5d]", 1+dl[i].atm.N, 1+dl[i].atm.Cn[1],
 383                     1+dl[i].atm.C, 1+dl[i].atm.O);
 384             pr_props(fp, &dl[i], edPsi, dt);
 385         }
 386         if (bOmega && has_dihedral(edOmega, &(dl[i])))
 387         {
 388             fprintf(fp, " Omega [%5d,%5d,%5d,%5d]", 1+dl[i].atm.minO, 1+dl[i].atm.minC,
 389                     1+dl[i].atm.N, 1+dl[i].atm.Cn[1]);
 390             pr_props(fp, &dl[i], edOmega, dt);
 391         }
 392         for (Xi = 0; Xi < MAXCHI; Xi++)
 393         {
 394             if (bChi && (Xi < maxchi) && (dl[i].atm.Cn[Xi+3] != -1) )
 395             {
 396                 fprintf(fp, "   Chi%d[%5d,%5d,%5d,%5d]", Xi+1, 1+dl[i].atm.Cn[Xi],
 397                         1+dl[i].atm.Cn[Xi+1], 1+dl[i].atm.Cn[Xi+2],
 398                         1+dl[i].atm.Cn[Xi+3]);
 399                 pr_props(fp, &dl[i], Xi+edChi1, dt); /* Xi+2 was wrong here */
 400             }
 401         }
 402         fprintf(fp, "\n");
 403     }
 404 }
 405
 406
 407
 408 int pr_trans(FILE *fp, int nl, t_dlist dl[], real dt, int Xi)
 409 {
 410     /* never called at the moment */
 411
 412     int  i, nn, nz;
 413
 414     nz = 0;
 415     fprintf(fp, "\\begin{table}[h]\n");
 416     fprintf(fp, "\\caption{Number of dihedral transitions per nanosecond}\n");
 417     fprintf(fp, "\\begin{tabular}{|l|l|}\n");
 418     fprintf(fp, "\\hline\n");
 419     fprintf(fp, "Residue\t&$\\chi_%d$\t\\\\\n", Xi+1);
 420     for (i = 0; (i < nl); i++)
 421     {
 422         nn = dl[i].ntr[Xi]/dt;
 423
 424         if (nn == 0)
 425         {
 426             fprintf(fp, "%s\t&\\HL{%d}\t\\\\\n", dl[i].name, nn);
 427             nz++;
 428         }
 429         else if (nn > 0)
 430         {
 431             fprintf(fp, "%s\t&\\%d\t\\\\\n", dl[i].name, nn);
 432         }
 433     }
 434     fprintf(fp, "\\hline\n");
 435     fprintf(fp, "\\end{tabular}\n");
 436     fprintf(fp, "\\end{table}\n\n");
 437
 438     return nz;
 439 }