分子动力学研究

OPLS-AA 固定电荷力场相比，ABEEMσπ 浮动电荷力场能更好地体现蛋白质和周围水分子的极化效应．
关键词 原子与键电负性均衡方法 / 分子力场； OPLS-AA 固定电荷力场； GA88 / GB88 蛋白； 分子动力学模 拟； 动力学性质
中图分类号 O641
文献标志码 A
蛋白质的生物功能不是简单地由其静态三维结构决定的，其动态结构也是重要的决定因素． 蛋白 质动力学是研究蛋白质静态结构和动态结构关系的桥梁，能够给出结构随时间变化的特征，有助于在 原子、分子水平上理解蛋白质分子的生物功能，并揭示产生这种功能的分子机制． 目前，已有大量关 于蛋白质动力学模拟的研究报道［1 ～ 6］．
对蛋白质的模拟依赖于分子力场的选择，目前应用较广泛的主要有 AMBER［7 ～ 9］，CHARMM［10，11］， GROMOS［12］和 OPLS［13］等力场． Yang 等［14 ～ 16］基于密度泛函理论和电负性均衡原理，提出了原子与键 电负性均衡方法（ ABEEMσπ） ，并与分子力场（ MM） 协调融合，建立了 ABEEMσπ / MM 浮动电荷模型， 该模型电荷位点不仅包括原子区域，还加入了化学键区域及孤对电子区域，可以快速准确地计算体系 随外势变化的电荷分布，该模型已被应用于有机分子、蛋白质、核酸及离子-水等体系［17 ～ 20］．
G 蛋白是一类可与鸟嘌呤二核苷酸磷酸（ GDP） 和鸟嘌呤三核苷酸磷酸（ GTP） 结合的蛋白，广泛分 布在细胞中，在许多生物学过程中执行重要功能． Alexander 等［21，22］从链球菌细胞壁 G 蛋白的两个结 构域 GA 和 GB 出发，给出了同源异构对 GA88 和 GB88 蛋白的核磁共振（ NMR） 光谱结构． 本文应用 ABEEMσπ 浮动电荷力场结合 ABEEM-7P 水模型方法［15，16］及固定电荷的 OPLS-AA 力场方法，对 GA88 和 GB88 进行了水溶液和真空中的分子动力学模拟； 模拟结果表明，两个力场均能较好地重复实验结 构，而 ABEEMσπ 浮动电荷力场模拟的蛋白质体系在平衡后更稳定，同时浮动电荷力场比固定电荷力 场能更好体现体系的极化现象，为进一步应用 ABEEMσπ 模型研究蛋白质折叠机理奠定了基础．
分子动力学研究
导读：本辑归纳了分子动力学研究，分子动力学计算，分子动力学模，水分子动力学串行优 化，运用代数法的事件驱动分子动力学模拟，固液界面能的分子动力学计算。
中国学术期刊文辑（2013）
目录
一、理论篇 ABEEM 和 OPLSAA 力场省略 88GB88 的分子动力学模拟 1 AuPd 共晶纳米粒子熔化行为的分子动力学研究 8 B 环不同羟基取代影响黄酮苷元透膜能力的分子动力学模拟研究14 CL20 初始热分解反应机理的分子动力学计算 21 CO2 与水表面相互作用的分子动力学模拟 26 Cu64Zr36 合金非晶剪切带形成的分子动力学模拟 31 Cu 固液界面能的分子动力学计算 35 Cu 熔体中原子团簇在凝固过程中的演变规律分子动力学模拟 42 Fe110 倾斜晶界上 He 扩散机理的分子动力学研究 48 Fe 基合金连续冷却相变的分子动力学模拟 55 Fe 团簇在 Fe110 表面上扩散和结构稳定性的分子动力学研究 59 Gd2O3xZrO2 省略解质材料的电导及其分子动力学模拟 66 GPU 加速分子动力学模拟中的电荷分布计算 71 hcpTi 中辐照诱发缺陷演化及温度效应的分子动力学研究 75 HIV1 蛋白酶与其抑制剂相互作用的分子动力学研究 82 HMXFOX7 共晶炸药分子动力学模拟 86 HMX 不同晶型热膨胀特性及相变的 ReaxFF 分子动力学模拟 92 二、发展篇 HPOSS 表面润湿性的分子动力学模拟 103 H 型气体水合物稳定性的分子动力学模拟108 LiKCl 熔融界面上离子扩散的分子动力学研究 111 MEK 与抑制剂 U0126 复合物的分子动力学模拟 117 Mg2 影响方解石晶体生长机制的分子动力学研究 120 MPITBB 混合并行编程模型在分子动力学中的应用125 不同链长烷烃在碳纳米管表面行为的分子动力学模拟 129 不同温度下纳米钼单晶力学性能的分子动力学模拟 133 掺硅类金刚石薄膜摩擦过程的分子动力学模拟 137 多链烷基铵链长和负载量对有机蒙脱石层间结构的影响分子动力学模拟 142 发卡多肽 Trpzip4 折叠的副本交换分子动力学模拟 144 分子动力学模拟 Cu2 对突触省略白 117 肽段构象变化的影响 153 甲烷水合物导热机理的分子动力学模拟 163 金属钛拉伸的分子动力学研究 171 聚环氧琥珀酸及丙烯酸共聚物阻垢机理的分子动力学模拟 175 水分子动力学串行优化 183 水溶性红曲红素的分子动力学模拟研究 185 碳纳米锥力学特性的分子动力学研究李明林 190 液态 PbCu 合金结构与扩散性质的分子动力学模拟 196 异恶唑衍生物缓蚀剂缓蚀性能的分子动力学模拟 201 运用代数法的事件驱动分子动力学模拟 206
到的两个蛋白质的回旋半径、氢键分布、径向分布及电荷分布情况． 结果表明，ABEEMσπ 和 OPLS-AA 力场
均能正确模拟蛋白质结构，得到的各项偏差值接近，但从各偏差的波动大小可见，ABEEMσπ 力场的模拟更
稳定； 回旋半径模拟很好地体现了蛋白质的“电致紧缩”现象； 氢键分布、径向分布及电荷分布表明，与
Vol． 34
2013 年 1 月
高等学校化学学报
CHEMICAL JOURNAL OF CHINESE oi： 10． 7503 / cjcu20120359
ABEEMσπ 和 OPLS-AA 力场对蛋白质 GA 88 / GB 88 的分子动力学模拟
王晶晶，刘 翠，杨忠志
（ 辽宁师范大学化学化工学院，大连 116029）
摘要 将原子与键电负性均衡方法融入分子力学方法，即利用 ABEEMσπ 浮动电荷力场与 ABEEM-7P 水模
型相结合的方法及 OPLS-AA 固定电荷力场方法，对 GA88 和 GB88 蛋白进行了水溶液（ 温度 295 K） 和真空中 的分子动力学模拟． 比较两种方法得到的两个蛋白质的结构与实验结构的均方根偏差，分析了两种方法得