分子力学
分子力学采用经典力学来模拟分子体系。在分子力学中,使用分子力场方法计算出所有系统的势能。分子力学可用于研究小分子,也可用于研究具有成千乃至上百万原子数的大型生物系统或材料。
全原子分子力学方法具有以下性质:
- 将每个原子模拟为单个粒子
- 每个粒子具有一个半径值(通常为范德华半径),极化率和一个恒定的净电荷数(通常来自于量子计算和/或实验)
- 将原子间互相成键作用模拟为“连线”,取平衡距离等于实验或计算所得的键长
这个方法有几个可能的变体。例如,许多模拟方法曾使用“原子团”模型(此模型将一个甲基基团或亚甲基单元视为单个粒子),而大型蛋白系统则通常使用“珠”模型(此模型将一个氨基酸视为二至四个粒子)进行模拟。
函数形式
下文中的函数(即化学势函数,或称化学力场函数),用于在给定的构象下,对独立能量进行加和,计算分子体系的势能(E)。
其中,共价键和非共价键的贡献由下面的和式求出:
分子体系的确切的势能函数形式,或其分子力场形式,取决于所使用的特定的仿真程序。
应用领域
分子力学的一个应用是能量最小化。换句话说,将 力场原则用作 优化 准则,通过适当算法(如 最速下降法)寻找(局部)最小值。
软件包
这个列表不完整。有许多列表中未包含的软件可以用于进行分子力学模拟的计算。
- ACEMD - GPU MD
- Abalone
- AMBER
- Ascalaph
- BOSS
- CHARMM
- COSMOS
- CytoSolve
- Ghemical
- GROMOS
- GROMACS
- ICM
- MacroModel
- MDynaMix
- NAMD
- Q-Chem
- Spartan
- StruMM3D (STR3DI32)
- TINKER
- Zodiac
- X-PLOR
- Yasara
- LAMMPS
相关条目
- 分子图像
- 分子动力学
- Molecule editor
- 分子力场(化学)
- Force field implementation
- 分子设计软件
- GPU上的分子模拟
- Software for molecular mechanics modeling
- Software for Monte Carlo molecular modeling
参考文献
- Allinger NL, Burkert U. . An American Chemical Society Publication. 1982. ISBN 0-8412-0885-9.
- Box VG. . J Mol Model. March 1997, 3 (3): 124–41. doi:10.1007/s008940050026.
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- Schlick T. . Berlin: Springer. 2002. ISBN 0-387-95404-X.
- Krishnan Namboori; Ramachandran, K. S.; Deepa Gopakumar. . Berlin: Springer. 2008. ISBN 3-540-77302-9.[1]
- . [2014-03-15]. (原始内容存档于2008-11-23).
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