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.Cn[1] = -1; /* Keep the compiler quiet */
  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.minCalpha = -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                 (strcmp(*(atoms->atomname[i]), "HN") == 0) )
  84             {
  85                 atm.H = i;
  86             }
  87             else if (strcmp(*(atoms->atomname[i]), "N") == 0)
  88             {
  89                 atm.N = i;
  90             }
  91             else if (strcmp(*(atoms->atomname[i]), "C") == 0)
  92             {
  93                 atm.C = i;
  94             }
  95             else if ((strcmp(*(atoms->atomname[i]), "O") == 0) ||
  96                      (strcmp(*(atoms->atomname[i]), "O1") == 0))
  97             {
  98                 atm.O = i;
  99             }
 100             else if (strcmp(*(atoms->atomname[i]), "CA") == 0)
 101             {
 102                 atm.Cn[1] = i;
 103             }
 104             else if (strcmp(*(atoms->atomname[i]), "CB") == 0)
 105             {
 106                 atm.Cn[2] = i;
 107             }
 108             else if ((strcmp(*(atoms->atomname[i]), "CG") == 0)  ||
 109                      (strcmp(*(atoms->atomname[i]), "CG1") == 0) ||
 110                      (strcmp(*(atoms->atomname[i]), "OG") == 0)  ||
 111                      (strcmp(*(atoms->atomname[i]), "OG1") == 0) ||
 112                      (strcmp(*(atoms->atomname[i]), "SG") == 0))
 113             {
 114                 atm.Cn[3] = i;
 115             }
 116             else if ((strcmp(*(atoms->atomname[i]), "CD") == 0)  ||
 117                      (strcmp(*(atoms->atomname[i]), "CD1") == 0) ||
 118                      (strcmp(*(atoms->atomname[i]), "SD") == 0)  ||
 119                      (strcmp(*(atoms->atomname[i]), "OD1") == 0) ||
 120                      (strcmp(*(atoms->atomname[i]), "ND1") == 0))
 121             {
 122                 atm.Cn[4] = i;
 123             }
 124             /* by grs - split the Cn[4] into 2 bits to check allowing dih to H */
 125             else if (bHChi && ((strcmp(*(atoms->atomname[i]), "HG")  == 0) ||
 126                                (strcmp(*(atoms->atomname[i]), "HG1")  == 0)) )
 127             {
 128                 atm.Cn[4] = i;
 129             }
 130             else if ((strcmp(*(atoms->atomname[i]), "CE") == 0) ||
 131                      (strcmp(*(atoms->atomname[i]), "CE1") == 0) ||
 132                      (strcmp(*(atoms->atomname[i]), "OE1") == 0) ||
 133                      (strcmp(*(atoms->atomname[i]), "NE") == 0))
 134             {
 135                 atm.Cn[5] = i;
 136             }
 137             else if ((strcmp(*(atoms->atomname[i]), "CZ") == 0) ||
 138                      (strcmp(*(atoms->atomname[i]), "NZ") == 0))
 139             {
 140                 atm.Cn[6] = i;
 141             }
 142             /* HChi flag here too */
 143             else if (bHChi && (strcmp(*(atoms->atomname[i]), "NH1") == 0))
 144             {
 145                 atm.Cn[7] = i;
 146             }
 147             i++;
 148         }
 149
 150         thisres = *(atoms->resinfo[ires].name);
 151
 152         /* added by grs - special case for aromatics, whose chis above 2 are
 153            not real and produce rubbish output - so set back to -1 */
 154         if (strcmp(thisres, "PHE") == 0 ||
 155             strcmp(thisres, "TYR") == 0 ||
 156             strcmp(thisres, "PTR") == 0 ||
 157             strcmp(thisres, "TRP") == 0 ||
 158             strcmp(thisres, "HIS") == 0 ||
 159             strcmp(thisres, "HISA") == 0 ||
 160             strcmp(thisres, "HISB") == 0)
 161         {
 162             for (ii = 5; ii <= 7; ii++)
 163             {
 164                 atm.Cn[ii] = -1;
 165             }
 166         }
 167         /* end fixing aromatics */
 168
 169         /* Special case for Pro, has no H */
 170         if (strcmp(thisres, "PRO") == 0)
 171         {
 172             atm.H = atm.Cn[4];
 173         }
 174         /* Carbon from previous residue */
 175         if (prev.C != -1)
 176         {
 177             atm.minC = prev.C;
 178         }
 179         /* Alpha-carbon from previous residue */
 180         if (prev.Cn[1] != -1)
 181         {
 182             atm.minCalpha = prev.Cn[1];
 183         }
 184         prev = atm;
 185
 186         /* Check how many dihedrals we have */
 187         if ((atm.N != -1) && (atm.Cn[1] != -1) && (atm.C != -1) &&
 188             (atm.O != -1) && ((atm.H != -1) || (atm.minC != -1)))
 189         {
 190             dl[nl].resnr     = ires+1;
 191             dl[nl].atm       = atm;
 192             dl[nl].atm.Cn[0] = atm.N;
 193             if ((atm.Cn[3] != -1) && (atm.Cn[2] != -1) && (atm.Cn[1] != -1))
 194             {
 195                 nc[0]++;
 196                 if (atm.Cn[4] != -1)
 197                 {
 198                     nc[1]++;
 199                     if (atm.Cn[5] != -1)
 200                     {
 201                         nc[2]++;
 202                         if (atm.Cn[6] != -1)
 203                         {
 204                             nc[3]++;
 205                             if (atm.Cn[7] != -1)
 206                             {
 207                                 nc[4]++;
 208                                 if (atm.Cn[8] != -1)
 209                                 {
 210                                     nc[5]++;
 211                                 }
 212                             }
 213                         }
 214                     }
 215                 }
 216             }
 217             if ((atm.minC != -1) && (atm.minCalpha != -1))
 218             {
 219                 nc[6]++;
 220             }
 221             dl[nl].index = gmx_residuetype_get_index(rt, thisres);
 222
 223             sprintf(dl[nl].name, "%s%d", thisres, ires+r0);
 224             nl++;
 225         }
 226         else if (debug)
 227         {
 228             fprintf(debug, "Could not find N atom but could find other atoms"
 229                     " in residue %s%d\n", thisres, ires+r0);
 230         }
 231     }
 232     fprintf(stderr, "\n");
 233     fprintf(log, "\n");
 234     fprintf(log, "There are %d residues with dihedrals\n", nl);
 235     j = 0;
 236     if (bPhi)
 237     {
 238         j += nl;
 239     }
 240     if (bPsi)
 241     {
 242         j += nl;
 243     }
 244     if (bChi)
 245     {
 246         for (i = 0; (i < maxchi); i++)
 247         {
 248             j += nc[i];
 249         }
 250     }
 251     fprintf(log, "There are %d dihedrals\n", j);
 252     fprintf(log, "Dihedral: ");
 253     if (bPhi)
 254     {
 255         fprintf(log, " Phi  ");
 256     }
 257     if (bPsi)
 258     {
 259         fprintf(log, " Psi  ");
 260     }
 261     if (bChi)
 262     {
 263         for (i = 0; (i < maxchi); i++)
 264         {
 265             fprintf(log, "Chi%d  ", i+1);
 266         }
 267     }
 268     fprintf(log, "\nNumber:   ");
 269     if (bPhi)
 270     {
 271         fprintf(log, "%4d  ", nl);
 272     }
 273     if (bPsi)
 274     {
 275         fprintf(log, "%4d  ", nl);
 276     }
 277     if (bChi)
 278     {
 279         for (i = 0; (i < maxchi); i++)
 280         {
 281             fprintf(log, "%4d  ", nc[i]);
 282         }
 283     }
 284     fprintf(log, "\n");
 285
 286     *nlist = nl;
 287
 288     return dl;
 289 }
 290
 291 gmx_bool has_dihedral(int Dih, t_dlist *dl)
 292 {
 293     gmx_bool b = FALSE;
 294     int      ddd;
 295
 296     switch (Dih)
 297     {
 298         case edPhi:
 299             b = ((dl->atm.H != -1) && (dl->atm.N != -1) && (dl->atm.Cn[1] != -1) && (dl->atm.C != -1));
 300             break;
 301         case edPsi:
 302             b = ((dl->atm.N != -1) && (dl->atm.Cn[1] != -1) && (dl->atm.C != -1) && (dl->atm.O != -1));
 303             break;
 304         case edOmega:
 305             b = ((dl->atm.minCalpha != -1) && (dl->atm.minC != -1) && (dl->atm.N != -1) && (dl->atm.Cn[1] != -1));
 306             break;
 307         case edChi1:
 308         case edChi2:
 309         case edChi3:
 310         case edChi4:
 311         case edChi5:
 312         case edChi6:
 313             ddd = Dih - edChi1;
 314             b   = ((dl->atm.Cn[ddd] != -1) &&  (dl->atm.Cn[ddd+1] != -1) &&
 315                    (dl->atm.Cn[ddd+2] != -1) && (dl->atm.Cn[ddd+3] != -1));
 316             break;
 317         default:
 318             pr_dlist(stdout, 1, dl, 1, 0, TRUE, TRUE, TRUE, TRUE, MAXCHI);
 319             gmx_fatal(FARGS, "Non existant dihedral %d in file %s, line %d",
 320                       Dih, __FILE__, __LINE__);
 321     }
 322     return b;
 323 }
 324
 325 static void pr_one_ro(FILE *fp, t_dlist *dl, int nDih, real dt)
 326 {
 327     int k;
 328     for (k = 0; k < NROT; k++)
 329     {
 330         fprintf(fp, "  %6.2f", dl->rot_occ[nDih][k]);
 331     }
 332     fprintf(fp, "\n");
 333 }
 334
 335 static void pr_ntr_s2(FILE *fp, t_dlist *dl, int nDih, real dt)
 336 {
 337     fprintf(fp, "  %6.2f  %6.2f\n", (dt == 0) ? 0 : dl->ntr[nDih]/dt, dl->S2[nDih]);
 338 }
 339
 340 void pr_dlist(FILE *fp, int nl, t_dlist dl[], real dt, int printtype,
 341               gmx_bool bPhi, gmx_bool bPsi, gmx_bool bChi, gmx_bool bOmega, int maxchi)
 342 {
 343     int   i, Xi;
 344
 345     void  (*pr_props)(FILE *, t_dlist *, int, real);
 346
 347     /* Analysis of dihedral transitions etc */
 348
 349     if (printtype == edPrintST)
 350     {
 351         pr_props = pr_ntr_s2;
 352         fprintf(stderr, "Now printing out transitions and OPs...\n");
 353     }
 354     else
 355     {
 356         pr_props = pr_one_ro;
 357         fprintf(stderr, "Now printing out rotamer occupancies...\n");
 358         fprintf(fp, "\nXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX\n\n");
 359     }
 360
 361     /* change atom numbers from 0 based to 1 based */
 362     for (i = 0; (i < nl); i++)
 363     {
 364         fprintf(fp, "Residue %s\n", dl[i].name);
 365         if (printtype == edPrintST)
 366         {
 367             fprintf(fp, " Angle [   AI,   AJ,   AK,   AL]  #tr/ns  S^2D  \n"
 368                     "--------------------------------------------\n");
 369         }
 370         else
 371         {
 372             fprintf(fp, " Angle [   AI,   AJ,   AK,   AL]  rotamers  0  g(-)  t  g(+)\n"
 373                     "--------------------------------------------\n");
 374         }
 375         if (bPhi)
 376         {
 377             fprintf(fp, "   Phi [%5d,%5d,%5d,%5d]",
 378                     (dl[i].atm.H == -1) ? 1+dl[i].atm.minC : 1+dl[i].atm.H,
 379                     1+dl[i].atm.N, 1+dl[i].atm.Cn[1], 1+dl[i].atm.C);
 380             pr_props(fp, &dl[i], edPhi, dt);
 381         }
 382         if (bPsi)
 383         {
 384             fprintf(fp, "   Psi [%5d,%5d,%5d,%5d]", 1+dl[i].atm.N, 1+dl[i].atm.Cn[1],
 385                     1+dl[i].atm.C, 1+dl[i].atm.O);
 386             pr_props(fp, &dl[i], edPsi, dt);
 387         }
 388         if (bOmega && has_dihedral(edOmega, &(dl[i])))
 389         {
 390             fprintf(fp, " Omega [%5d,%5d,%5d,%5d]", 1+dl[i].atm.minCalpha, 1+dl[i].atm.minC,
 391                     1+dl[i].atm.N, 1+dl[i].atm.Cn[1]);
 392             pr_props(fp, &dl[i], edOmega, dt);
 393         }
 394         for (Xi = 0; Xi < MAXCHI; Xi++)
 395         {
 396             if (bChi && (Xi < maxchi) && (dl[i].atm.Cn[Xi+3] != -1) )
 397             {
 398                 fprintf(fp, "   Chi%d[%5d,%5d,%5d,%5d]", Xi+1, 1+dl[i].atm.Cn[Xi],
 399                         1+dl[i].atm.Cn[Xi+1], 1+dl[i].atm.Cn[Xi+2],
 400                         1+dl[i].atm.Cn[Xi+3]);
 401                 pr_props(fp, &dl[i], Xi+edChi1, dt); /* Xi+2 was wrong here */
 402             }
 403         }
 404         fprintf(fp, "\n");
 405     }
 406 }
 407
 408
 409
 410 int pr_trans(FILE *fp, int nl, t_dlist dl[], real dt, int Xi)
 411 {
 412     /* never called at the moment */
 413
 414     int  i, nn, nz;
 415
 416     nz = 0;
 417     fprintf(fp, "\\begin{table}[h]\n");
 418     fprintf(fp, "\\caption{Number of dihedral transitions per nanosecond}\n");
 419     fprintf(fp, "\\begin{tabular}{|l|l|}\n");
 420     fprintf(fp, "\\hline\n");
 421     fprintf(fp, "Residue\t&$\\chi_%d$\t\\\\\n", Xi+1);
 422     for (i = 0; (i < nl); i++)
 423     {
 424         nn = dl[i].ntr[Xi]/dt;
 425
 426         if (nn == 0)
 427         {
 428             fprintf(fp, "%s\t&\\HL{%d}\t\\\\\n", dl[i].name, nn);
 429             nz++;
 430         }
 431         else if (nn > 0)
 432         {
 433             fprintf(fp, "%s\t&\\%d\t\\\\\n", dl[i].name, nn);
 434         }
 435     }
 436     fprintf(fp, "\\hline\n");
 437     fprintf(fp, "\\end{tabular}\n");
 438     fprintf(fp, "\\end{table}\n\n");
 439
 440     return nz;
 441 }