Charmm

タンパク質のCHARMM力場には、united-atom(extended atomと呼ばれることもある)CHARMM19、all-atom CHARMM22、およびその二面体ポテンシャル補正バリアントCHARMM22/CMAP、およびそれ以降のバージョンCHARMM27およびCHARMM36、およびcharmm36MおよびCHARMM36IDPSFFなどの様々な改変が含まれる。 CHARMM22タンパク質力場では、原子部分電荷は、モデル化合物と水との間の相互作用の量子化学計算から導出された。 さらに、CHARMM22はTIP3P明示的な水モデルのためにパラメータ化されます。 それにもかかわらず、それは暗黙の溶媒と頻繁に使用されます。 2006年には、暗黙的な溶媒GBSWとの一貫した使用のためにCHARMM22/CMAPの特別なバージョンが再パラメータ化されました。

CHARMM22力場には次のポテンシャルエネルギー関数があります:

V=∑b o n d s k b b b0)2+∑n g l e s k θ(θ−θ0)2+∑d i h d e r a l s k抽+∑m p r o p e r s k ω ω−ω0)2+∑U r e y−B r a d l e y k u u u0) 2+∑n o n b o n d e d(ϵ+q q j ϵ r i j){\displaystyle{\begin{揃え}V=&\sum_{債}k_{b}(b-b_{0})^{2}+\sum_{角}k_{\theta}(\theta-\theta_{0})^{2}+\sum_{dihedrals}k_{\phi}\\&+\sum_{impropers}k_{\omega}(\omega-\omega_{0})^{2}+\sum_{Urey-ブラッドリー}k_{u}(u-u_{0})^{2}\\&+\和 frac\sum_{i=1}^{\infty}\frac{q_{i}q_{j}}{\ε r_{ij}}}\right)\end{aligned}}}{\displaystyle\sum_{i=1}^{\infty}\frac{q_{i}q_{j}}{\ε r_{ij}}}\right)\end{aligned}}}{\displaystyle\sum_{i=1}^{\infty}\frac{q_{i}q_{j}}{\ε r_{ij}}{\ε r_{ij}}{\ε r_{ij}}{\ε r_{ij}}{\ε r_{ij}}{\ε r_{ij}}{\ε r_{ij}}{\ε{0})^{2}+\和_{角度}k_{\シータ}(\シータ-\シータ_{0})^{2}+\和_{dihedrals}k_{\phi}\\+\和_{impropers}k_{\omega}(\omega-\omega)は、次のように定義されています。_{0})^{2}+\sum_{Urey-Bradley}k_{u}(u-u_)(u-u_)(u-U_)(u-U_){0})^{2}\\+\sum sum_{nonbonded}\left(\epsilon\left+{\frac{q_{i}q_{j}}{\epsilon r_{ij}}}\right)\end{aligned}}}}

結合、角度、二面体、および非結合の用語は、琥珀のような他の力場に見られるものと似ています。 チャームム力場はまた、面外の曲げ(連続的に結合していない4つの原子の任意の集合に適用される)を考慮する不適切な項も含み、ここでk ω{\displaystyle k_{\omega}}

{\displaystyle k_{\omega}}

は力定数であり、ω−ω0{\displaystyle\omega-\omega_{0}}

{\displaystyle\omega-\omega_{0}}

は平面外の角度である。 Urey-Bradley項は、結合項と角度項によって説明されていない1,3の非結合相互作用を説明するクロス項です; k u{\displaystyle k_{u}}

{\displaystyle k_{u}}

は力定数であり、u{\displaystyle u}

u

は1,3個の原子間の距離である。 DNA、RNA、および脂質にはCHARMM27が使用されます。 いくつかの力場、例えば、タンパク質−DNA結合のシミュレーションのためのCHARMM2 2およびCHARMM2 7を組み合わせることができる。 また、NAD+、糖、フッ素化化合物などのパラメータ。、ダウンロードされることがあります。 これらの強制フィールドのバージョン番号は、最初に登場したCHARMMバージョンを参照しますが、もちろんCHARMM実行可能プログラムの後続のバージョンで使用するこ 同様に、これらの力場は、それらをサポートする他の分子動力学プログラム内で使用することができる。2009年には、薬物様分子の一般的な力場(CGenFF)が導入されました。 これは、「多数の複素環式足場を含む、生体分子および薬物様分子中に存在する広範囲の化学基をカバーする」。 一般的な力場は、化学基の任意の組み合わせをカバーするように設計されています。 これは必然的に分子の任意の特定のサブクラスを表すための精度の低下を伴います。 Mackerellのウェブサイトでは、特殊な力場が既に存在する分子(タンパク質、核酸などについては上記のように)にCGenFFパラメータを使用しないように繰り返し警告されている。).

CHARMMには、二つのアプローチを使用した分極可能な力場も含まれています。 一つは、電荷平衡(CHEQ)とも呼ばれる変動電荷(FQ)モデルに基づいています。 もう一つは、Drudeシェルまたは分散発振器モデルに基づいています。

これらすべてのフォースフィールドのパラメータは、Mackerellのウェブサイトから無料でダウンロードできます。

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