生物分子構(gòu)象平衡的單步自由能微擾模擬.pdf

1、分子動(dòng)力學(xué)的計(jì)算機(jī)模擬方法被越來越多得應(yīng)用于生物大分子的模擬。分子力學(xué)力場為高精度的量子力學(xué)模型提供了半經(jīng)驗(yàn)的有效的近似。但是，模擬結(jié)果的可靠性很大程度上取決于力場的精確性。單步微擾（one-step perturbation）的方法可以用來計(jì)算由力場參數(shù)變化引起的構(gòu)象狀態(tài)特異的自由能變化，因此為在力場參數(shù)化階段引入構(gòu)象平衡的數(shù)據(jù)提供了可能。以丙氨酸十肽在顯式水溶液里做為模型，我們用單步微擾計(jì)算了廣泛使用的兩個(gè)GROMOS力場參數(shù)變化導(dǎo)

2、致的α螺旋和β發(fā)卡構(gòu)象狀態(tài)特異的自由能變化。結(jié)果與更為精確的熱力學(xué)積分的偏差大多只在1 kJ mol-1左右，說明了單步微擾在較大的非鍵相互作用參數(shù)的變化范圍內(nèi)可以給出準(zhǔn)確的結(jié)果。我們同時(shí)也指出，單步微擾在計(jì)算有較大范德華半徑減小的自由能時(shí)可能會(huì)引入較大誤差。在使用單步微擾自由能計(jì)算方法時(shí)應(yīng)該盡量避免涉及這樣的變化。根據(jù)結(jié)果，從GROMOS 43A1到53A6，丙氨酸十肽α螺旋相對(duì)于β發(fā)卡不穩(wěn)定了15 kJ mol-1。通過應(yīng)用單步微擾