PDB（Protein Data Bank）是一种最常用于存储蛋白质结构的文件。而我们在研究蛋白质构象时，往往更多的是考虑其骨架，因此在很多pdb文件中直接去掉了氢原子。但是在我们构建蛋白质力场时，又需要用到这些氢原子。因此这个流程就变成了，在预测蛋白质构象时，不考虑氢原子，然后在力场构建的步骤去添加氢原子。由于氢原子的位置相对其连接的重原子来说，是相对比较固定的，而且最低能量位置也比较容易找到。因此常见的策略是，先在大致合理的位置补充上氢原子，再通过能量优化算法去优化氢原子的位置，使其处于一个更加合理的最终位置。而我们得到了这个氢原子的最终位置和重原子的位置之后，就可以对该蛋白质进行分子动力学的演化。本文主要介绍上述提到的，为蛋白质分子在大致合理的位置添加氢原子的算法。
效果预览这里我们先看下加氢前后的效果，使用的工具是开源的轻量级加氢软件Hadder和分子动力学模拟常用的可视化软件VMD。在加氢之前，蛋白质的结构如下图所示：
这是线条模型展示的结构，一般氢键用白色的线条来表示，可以看到上图中并没有白色的线条出现。其中有很多六边形的结构，其实就是苯环。再看一下加完氢原子之后的线条模型：
可以看到图中多出来了很多白色的线条，也就是补完氢原子之后生成的氢键了。关于氢原子所加的位置是否合理，可以参考其中苯环上加的氢原子和常见的甲基上添加的氢原子。
加氢算法我们首先看一下GROMACS中所使用的加氢算法，大体上来说就是，将20种氨基酸中的氢原子所连接的重原子的拓扑结构枚举出来，然后针对这每一种的拓扑结构去执行不同的加氢方案。
那么，基于GROMACS的这个方案，我们对其进行了稍微的调整，也分成了以下6个不同的加氢方案来实施。需要说明的是，以下几个加氢方案的前缀命名是笔者随便取的，并不是什么规范性的要求，在Hadder中就是用了以下几种命名来作为算法索引。
1. c6--环结构补氢不论是五元环还是六元环，其加氢的方式就是在最近邻三个点构成的平面的角平分线上，并且保障所加的氢原子与其所连接的重原子的距离为0.1nm。
