câmpurile de forță CHARMM pentru proteine includ: atom Unit (uneori denumit atom extins) CHARMM19, CHARMM22 all-atom și varianta sa corectată potențial diedru CHARMM22/CMAP, precum și versiunile ulterioare CHARMM27 și CHARMM36 și diverse modificări, cum ar fi CHARMM36m și CHARMM36IDPSFF. În câmpul de forță al proteinei CHARMM22, sarcinile parțiale atomice au fost derivate din calculele chimice cuantice ale interacțiunilor dintre compușii model și apă. În plus, CHARMM22 este parametrizat pentru modelul de apă Explicit TIP3P. Cu toate acestea, este adesea utilizat cu solvenți impliciți. În 2006, o versiune specială a CHARMM22/CMAP a fost reparametrizată pentru o utilizare consecventă cu solvent implicit GBSW.

câmpul de forță CHARMM22 are următoarea funcție de energie potențială:

V = ∑ b o n d e 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 o 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 o n b o n d e d ( ϵ + q i q j ϵ r i j ) {\displaystyle {\begin{aliniat}V=&\sum _{obligațiuni}k_{b}(b-b_{0})^{2}+\suma _{unghiuri}k_{\theta }(\theta\theta _{0})^{2}+\suma _{diedre}k_{\phi }\\&+\sum _{impropers}k_{\omega }(\omega\omega _{0})^{2}+\suma _{Urey-Bradley}k_{u}(u-u_{0})^{2}\\&+\sum _{nonbonded} \ left (\epsilon\left+{\frac {q_{i}q_{j}} {\epsilon r_{ij}}}\right)\end{aliniat}}}

termenii de legătură, Unghi, diedru și nonbonded sunt similari cu cei găsiți în alte câmpuri de forță, cum ar fi chihlimbarul. Câmpul de forță CHARMM include, de asemenea, un termen impropriu pentru contabilizarea îndoirii în afara planului (care se aplică oricărui set de patru atomi care nu sunt legați succesiv), unde K_ {\displaystyle k_{\omega }}

este constanta de forță și 0 {\displaystyle \omega-\omega _{0}}

este unghiul în afara planului. Termenul Urey-Bradley este un termen încrucișat care reprezintă 1,3 interacțiuni nebondate care nu sunt contabilizate de termenii obligațiunii și unghiului; k u {\displaystyle k_{u}}

este constanta de forță și u {\displaystyle u}

este distanța dintre atomii 1,3.

pentru ADN, ARN și lipide, se folosește CHARMM27. Unele câmpuri de forță pot fi combinate, de exemplu CHARMM22 și CHARMM27 pentru simularea legării proteine-ADN. De asemenea, parametrii pentru NAD+, zaharuri, compuși fluorurați etc., poate fi descărcat. Aceste numere de versiune a câmpului de forță se referă la versiunea CHARMM unde au apărut pentru prima dată, dar pot fi, desigur, utilizate cu versiunile ulterioare ale programului executabil CHARMM. La fel, aceste câmpuri de forță pot fi utilizate în cadrul altor programe de dinamică moleculară care le susțin.

în 2009, a fost introdus un câmp general de forță pentru molecule asemănătoare medicamentelor (cgenff). Acesta „acoperă o gamă largă de grupuri chimice prezente în biomolecule și molecule asemănătoare medicamentelor, inclusiv un număr mare de schele heterociclice”. Câmpul general de forță este conceput pentru a acoperi orice combinație de grupuri chimice. Acest lucru vine inevitabil cu o scădere a preciziei pentru reprezentarea oricărei subclase particulare de molecule. Utilizatorii sunt avertizați în mod repetat pe site-ul Mackerell să nu utilizeze parametrii CGenFF pentru molecule pentru care există deja câmpuri de forță specializate (așa cum s-a menționat mai sus pentru proteine, acizi nucleici etc.).

CHARMM include, de asemenea, câmpuri de forță polarizabile folosind două abordări. Unul se bazează pe modelul de încărcare fluctuantă (FQ), denumit și echilibrarea sarcinii (CHEQ). Celălalt se bazează pe modelul Drude shell sau oscilator de dispersie.parametrii pentru toate aceste câmpuri de forță pot fi descărcați gratuit de pe site-ul Mackerell.