应用可极化偶极-偶极作用模型快速计算分子间非键作用强度

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1、应用可极化偶极-偶极作用模型快速计算分子间非键作用强度王长生aaa辽宁师范大学化学化工学院摘要：非键作用广泛存在于生物体系屮，对生物分子的结构和性能有重要影响，快速准确预测这些非键作用强度具有重要科学意义.为了实现快速计算分子间非键作用强度，提出了可极化偶极-偶极作用模型.为了进一步测试可极化偶极-偶极作用模型的适用范围，将该模型应用于更多的含有有机和牛.物小分子的非键复合物体系.计算结果表明：可极化偶极-偶极作用模型的预测结果很好地重复了高精度从头计算计算结果，其预测能量时的计算精度至少与M06-2X和M06-2X-D3方

2、法计算精度相当，优于AMBER99和AMOEBA方法.说明可极化偶极-偶极作用模型可望在生物分子体系的分子模拟领域得到应用.关键词：键偶极;偶极-偶极作用;极化作用;非键作用;分子模拟;作者简介：王长生(1963-),男，辽宁大连人，辽宁师范大学教授，博士，博士生导师.收稿日期：2017-08-15基金：国家自然科学基金资助项B(21573098)Rapidcalculationoftheintermolecularnonbondedinteractionstrengthbyusingthepolarizabledipole

3、-dipoleinteractionmodelWANGChangshengLIXiaoleiGAOXichanSchoolofChemistryandChemicalEngineering,LiaoningNormalUniversity;Abstract：Nonbondedinteractionsareknowntoplaykeyrolesindeterminingthestructures,properties,andfunctionsofbiomolecules.Theabilitytoaccuratelyandeff

4、icientlysimulatethesenonbondedinteractionsiscriticalforthecomputersimulationofbiologicalprocesses.Thepolarizabledipole-dipoleinteractionmodelhasbeenformulatedinourlaboratorytorapidlyandaccuratelyestimatethenonbondedinteractionstrengthinbiosystems.Inthispaper,thepol

5、arizabledipole-dipoleinteractionmodelisappliedtosystemscontainingorganicandsmallbiomoleculestofurthercheckthemodel’sutility.Theresultsprovethatthepolarizabledipole-dipoleinteractionmodelreproducedtheequilibriumintermoleculardistancesandinteractionenergiesingoodagre

6、ementwiththoseyieldedbythehighqualityabinitiomethods.ThecalculationprecisionforinteractionenergiesisatleastequaltoM06-2XandM06-2X~D3methods,andoutperformstheAMBER99andAMOEBAmethods,demonstratingthemodelmayserveasanewtoolforbiologicalprocesssimulations.Keyword：bondd

7、ipole;dipole-dipoleinteraction;polarizationinteraction;nonbondedjnteractjon;molecularmodeling;Received：2017-08-15非键作用广泛存在于核酸和蛋白质等生物大分子体系中，对生物大分子的结构、性能以及分子识别过程有重要影响[1-4].要准确模拟这些复杂的生命过程、正确描述其中的反应机制，首先必须准确预测生物分子体系中这些非键作用强度.耦合簇方法因其计算结果的准确性备受关注，其中CCSD(T)/CBS方法更被誉为计算化学的金

8、字招牌虽然耦合簇方法在计算非键作用强度时可以获得高精度的计算结果，然而由于其计算过程需要消耗大量的磁盘空间和时间，一般只能适用于含有儿十个原子的分子体系.近年来，密度泛函理论方法快速发展，其中,M06-2X以及M06-2X-D3方法在计算非键作用时可以获得与CCSD(T)方法符合较好的计算