O CHARMM campos de força para proteínas incluem: unido-átomo (às vezes denominado extended atom) CHARMM19, todo átomo de CHARMM22 e sua diedro potencial corrigido variante CHARMM22/CMAP, bem como versões posteriores CHARMM27 e CHARMM36 e várias modificações, tais como CHARMM36m e CHARMM36IDPSFF. No campo de força da proteína CHARMM22, as cargas parciais atômicas foram derivadas de cálculos químicos quânticos das interações entre compostos modelo e água. Além disso, o CHARMM22 é parametrizado para o modelo de água explícita TIP3P. No entanto, é frequentemente utilizado com solventes implícitos. Em 2006, uma versão especial do CHARMM22/CMAP foi reparametrizada para uso consistente com o solvente implícito GBSW.o campo de força CHARMM22 tem a seguinte função de energia potencial::

V = ∑ b o n d a s k b ( b − b 0 ) 2 + ∑ a n g l e s k θ ( θ − θ 0 ) 2 + ∑ d i h e d r a l s k ϕ + ∑ i m p r ó p e r s k ω ( ω − ω 0 ) 2 + ∑ U r e (y − B r a d l e y k u ( u − u 0 ) 2 + ∑ n n a b o a n o d e d e d ( ϵ + q i q j ϵ r i j ) {\displaystyle {\begin{alinhado}V=&\sum _{obrigações}k_{b}(b-b_{0})^{2}+\sum _{ângulos}k_{\theta }(\theta -\theta _{0})^{2}+\sum _{dihedrals}k_{\phi }\\&+\sum _{impropers}k_{\omega }(\omega\omega _{0})^{2}+\sum _{Urey-Bradley}k_{u}(u-u_{0})^{2}\\&+\sum _{nonbonded}\left(\epsilon \left+{\frac {q_{i}q_{j}}{\epsilon r_{ij}}}\right)\end{alinhado}}}

O vínculo, o ângulo diedro, e nonbonded termos são semelhantes aos encontrados em outros campos de força como ÂMBAR. O CHARMM campo de força também inclui uma inadequada prazo de contabilidade para fora do plano de flexão (que se aplica a qualquer conjunto de quatro átomos que não são sucessivamente lig), onde k ω {\displaystyle k_{\omega }}

é a constante de força e ω − ω 0 {\displaystyle \omega\omega _{0}}

é o fora-de-ângulo plano. O termo Urey-Bradley é um termo cruzado que representa 1,3 interações não cobertas não contabilizadas pelos Termos de bond e ângulo.; k u {\displaystyle k_{u}}

é a constante de força e u {\displaystyle u}

é a distância entre a 1,3 átomos. para DNA, RNA e lípidos, CHARMM27 é usado. Alguns campos de força podem ser combinados, por exemplo, CHARMM22 e CHARMM27 para a simulação da ligação proteína-DNA. Além disso, parâmetros para NAD+, açúcares, compostos fluorados, etc., pode ser baixado. Estes números de versão de campo de força referem-se à versão CHARMM onde eles apareceram pela primeira vez, mas pode, claro, ser usado com versões subsequentes do programa executável CHARMM. Da mesma forma, estes campos de força podem ser usados dentro de outros programas de dinâmica molecular que os suportam.

em 2009, foi introduzido um campo de força geral para moléculas semelhantes a drogas (CGenFF). “Cobre uma ampla gama de grupos químicos presentes em biomoléculas e moléculas semelhantes a drogas, incluindo um grande número de andaimes heterocíclicos”. O campo de força geral é projetado para cobrir qualquer combinação de grupos químicos. Isto inevitavelmente vem com uma diminuição na precisão para representar qualquer subclasse particular de moléculas. Os usuários são alertados repetidamente no site de Mackerell para não usar os parâmetros CGenFF para moléculas para as quais campos de força especializados já existem (como mencionado acima para proteínas, ácidos nucleicos, etc.).

CHARMM também inclui campos de força polarizáveis usando duas abordagens. Um deles é baseado no modelo flutuante de carga (FQ), também chamado de equilíbrio de carga (CHEQ). A outra é baseada na concha das purés ou no modelo de oscilador de dispersão.

parâmetros para todos estes campos de força podem ser baixados do site Mackerell gratuitamente.