pola siłowe CHARMM dla białek obejmują: united-atom (czasami określane jako Rozszerzony atom) charmm19, all-atom charmm22 i jego dwuośrodkowy potencjał poprawiony wariant charmm22/CMAP, a także późniejsze wersje CHARMM27 i CHARMM36 oraz różne modyfikacje, takie jak CHARMM36m i CHARMM36IDPSFF. W polu siłowym białka CHARMM22 atomowe ładunki cząstkowe pochodzą z kwantowych obliczeń chemicznych oddziaływań między związkami modelowymi a wodą. Ponadto CHARMM22 jest parametryzowany dla modelu wody tip3p. Niemniej jednak często stosuje się go z niejawnymi rozpuszczalnikami. W 2006 roku zmodyfikowano specjalną wersję CHARMM22 / CMAP w celu spójnego użycia z ukrytym rozpuszczalnikiem GBSW.

pole siłowe CHARMM22 posiada następującą funkcję energii potencjalnej:

W = ∑ b o n d y do b ( b − 0 ) 2 + ∑ a n g e l do θ ( θ − θ 0 ) 2 + ∑ d I H E D R A L K ϕ + ∑ i m p r O P E r K i ω ( ω − ω 0 ) 2 + ∑ U r e j B O R G O W L E G Do U ( U − U 0 ) 2 + ∑ P O D B O N D E D ( ϵ + ϵ Q i e p Ja J ) {\właściwości styl wyświetlania wartości {\zaczynają się{wyrównane}w=&\kwocie _{obligacji}k_{b}(b-co{0})^{2}+\kwota _{zakątki}k_{\theta }(\theta -\theta _{0})^{2}+\kwota _{двугранных kątów}k_{\Pi }\\&+\kwota _{impropers}k_{\omega }(\omega\omega _{0})^{2}+\kwota _{Jury-Bradley}k_{u}(u-okazuje się,{0})^{2}\\&+\kwota _{nonbonded}\left (\epsilon \ left+{\frac {q_{i} q_ {j}} {\epsilon r_{ij}}}\right) \ end{aligned}}}

Wiązanie, kąt, dwedra i niezwiązane terminy są podobne do tych występujących w innych polach siłowych, takich jak AMBER. Pole siły CharMma zawiera również niewłaściwy termin uwzględniający zginanie poza płaszczyzną (który odnosi się do dowolnego zbioru czterech atomów, które nie są kolejno połączone), gdzie k ω {\displaystyle k_{\omega }}

jest stałą siły i ω-ω 0 {\displaystyle \omega-\omega _{0}}

jest kątem poza płaszczyzną. Pojęcie Ureya-Bradleya jest pojęciem krzyżowym, które odpowiada 1,3 oddziaływaniom niezwiązanym z warunkami wiązania i kąta; k u {\displaystyle k_{u}}

jest stałą siły, a u {\displaystyle u}

jest odległością między 1,3 atomami.

dla DNA, RNA i lipidów stosuje się CHARMM27. Niektóre pola siłowe mogą być łączone, na przykład CHARMM22 i CHARMM27 do symulacji wiązania białko-DNA. Ponadto parametry dla NAD+, cukrów, związków fluorowanych itp., można pobrać. Te numery wersji force field odnoszą się do wersji CHARMM, w której pojawiły się po raz pierwszy, ale mogą być oczywiście używane z kolejnymi wersjami programu wykonywalnego CHARMM. Podobnie, te pola siłowe mogą być wykorzystywane w innych programach dynamiki molekularnej, które je obsługują.

w 2009 roku wprowadzono ogólne pole siłowe dla cząsteczek podobnych do leków (cgenff). „Obejmuje szeroki zakres grup chemicznych obecnych w biomolekułach i cząsteczkach podobnych do leków, w tym dużą liczbę rusztowań heterocyklicznych”. Ogólne pole siłowe jest przeznaczone do pokrycia dowolnej kombinacji grup chemicznych. Nieuchronnie wiąże się to ze zmniejszeniem dokładności reprezentowania określonej podklasy cząsteczek. Użytkownicy są wielokrotnie ostrzegani na stronie Mackerella, aby nie używali parametrów CGenFF dla cząsteczek, dla których istnieją już wyspecjalizowane pola siłowe (jak wspomniano powyżej dla białek, kwasów nukleinowych itp.).

CHARMM zawiera również polaryzowalne pola siłowe wykorzystujące dwa podejścia. Jeden z nich opiera się na modelu fluktuacji ładunku (FQ), nazywanym również równoważeniem ładunku (CHEQ). Drugi oparty jest na modelu powłoki Drude lub oscylatora dyspersyjnego.

parametry dla wszystkich tych pól siłowych można pobrać za darmo ze strony Mackerell.