推导氨基酸的部分电荷、范德华相互作用、键长等的所有不同方法是什么（换句话说，可以在分子力学力场或其他相关方法中使用的所有参数- 例如泊松-玻尔兹曼方程求解器）？我对每种方法的优缺点特别感兴趣。
完整的拟合协议将不胜感激，尽管我真正想要的只是描述每种方法及其广泛优缺点的几句话。
参数化氨基酸（或其他小分子）的所有不同方法是什么？
计算科学
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计算生物学
2021-12-21 12:34:24
2个回答
我想，问所有的方法太问太多了。有关对几何信息进行编码的计算上最有效的方法，请参阅我的调查论文 Molecular modeling of protein and math prediction of protein structure 的第 2 节，SIAM Rev. 39 (1997), 407-460。
这个问题的一般答案是不可能的。这个答案仅限于对静电项进行建模。
我们最近发表了使用两组 100 多种五丙氨酸构象异构体计算原子电荷的不同方法的详细比较。（链接）我们测试了电荷相对于构象变化的稳健性和它们再现偶极矩的准确性（作为检查 ESP 准确性的一种简单方法）。对于力场的参数化，您需要一种在两个测试中都成功的分配电荷的方法。
Hirshfeld -I 方法在两个测试之间提供了最佳权衡。然而，我们还发现，对于离子系统（例如氧化物），Hirshfeld-I 高估了孤立分子周围的 ESP，因此请务必仔细检查您感兴趣的系统。（链接）如果您的分子是刚性的，则适合 ESP电荷是更好的选择，因为不稳定的构象依赖性不再是问题。
无论如何，无论您使用哪种方法，不包括原子偶极子，都无法将静电相互作用参数化到化学精度，即误差低于 1 kcal mol -1。对于刚性分子，可以使用任何分区方案（例如 Hirshfeld-I、Voronio、Mulliken 或 QTAIM）对每个原子分子密度进行多极展开，以达到任何所需的静电项准确度水平. （链接）