分子力场 编辑
分子力场根据量子力学波恩-奥本海默近似,一个分子的能量可以近似看作构成分子的各个原子的空间坐标的函数,简单地讲就是分子的能量随分子构型的变化而变化,而描述这种分子能量和分子结构之间关系的就是分子力场函数。分子力场函数为来自实验结果的经验公式,可以讲对分子能量的模拟比较粗糙,但是相比于精确的量子力学从头计算方法,分子力场方法的计算量要小数十倍,而且在适当的范围内,分子力场方法的计算精度与量子化学计算相差无几,因此对大分子复杂体系而言,分子力场方法是一套行之有效的方法。以分子力场为基础的分子力学计算方法在分子动力学蒙特卡罗方法分子对接等分子模拟方法中有着广泛的应用。
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反应力场,是一种基于键级的分子力场,常用于分子动力学模拟,由Adri van Duin、William A. Goddard, III和加利福尼亚理工学院的合作者提出。传统力场因不能满足断裂和形成键的要求而不能模拟化学反应,因而ReaxFF避开了显式的键并基于键级,从而允许连续的键的形成或断裂。ReaxFF的目标是尽可能地通用,已参数化并测试了烃的反应、烷氧基硅烷胶凝、过渡金属催化的纳米管的形成和高能材料。
CHARMM是一种用于分子动力学的分子力场,同时,采用这种力场的分子动力学软件包也采用了这个名称。CHARMM开发项目包括一个与马丁·卡普拉斯及其在哈佛大学的研究小组合作的开发者网络,这个网络包含了美国等地的开发者,协同开发及维护CHARMM软件包。这个软件允许进行学术研究的个人及小组在支付一定费用之后得到使用许可。
AMBER力场是在生物大分子的模拟计算领域有着广泛应用的一个分子力场。开发这个力场的是Peter Kollman课题组,最初AMBER力场是专门为了计算蛋白质和核酸体系而开发的,计算其力场参数的数据均来自实验值,后来随着AMBER力场的广泛应用,包括Kollman在内的很多课题组对AMBER力场的内容不断进行丰富,逐渐开发出了一个可以用于生物大分子、有机小分子和高分子模拟计算的力场体系。但是总体来讲,AMBER力场的优势在于对生物大分子的计算,其对小分子体系的计算结果常常不能令人满意。
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