OPLS - OPLS

Эта статья посвящена оптимизированным возможностям моделирования жидкостей. Для ортогональных проекций на скрытые структуры см. Частичная регрессия наименьших квадратов § Расширения.

В OPLS (Оптимизированные возможности для моделирования жидкостей) силовое поле был разработан проф. Уильям Л. Йоргенсен в Университет Пердью а позже в Йельский университет.

Функциональная форма

Функциональная форма силового поля OPLS очень похожа на форму ЯНТАРЬ:

${\displaystyle E\left(r^{N}\right)=E_{\mathrm {bonds} }+E_{\mathrm {angles} }+E_{\mathrm {dihedrals} }+E_{\mathrm {nonbonded} }}$

${\displaystyle E_{\mathrm {bonds} }=\sum _{\mathrm {bonds} }K_{r}(r-r_{0})^{2}\,}$

${\displaystyle E_{\mathrm {angles} }=\sum _{\mathrm {angles} }k_{\theta }(\theta -\theta _{0})^{2}\,}$

${\displaystyle E_{\mathrm {dihedrals} }=\sum _{\mathrm {dihedrals} }\left({\frac {V_{1}}{2}}\left[1+\cos(\phi -\phi _{1})\right]+{\frac {V_{2}}{2}}\left[1-\cos(2\phi -\phi _{2})\right]+{\frac {V_{3}}{2}}\left[1+\cos(3\phi -\phi _{3})\right]+{\frac {V_{4}}{2}}\left[1-\cos(4\phi -\phi _{4})\right]\right)}$

${\displaystyle E_{\mathrm {nonbonded} }=\sum _{i>j}f_{ij}\left({\frac {A_{ij}}{r_{ij}^{12}}}-{\frac {C_{ij}}{r_{ij}^{6}}}+{\frac {q_{i}q_{j}e^{2}}{4\pi \epsilon _{0}r_{ij}}}\right)}$

с правилами комбинирования ${\displaystyle A_{ij}={\sqrt {A_{ii}A_{jj}}}}$ и ${\displaystyle C_{ij}={\sqrt {C_{ii}C_{jj}}}}$.

Внутримолекулярные несвязанные взаимодействия ${\displaystyle E_{\mathrm {nonbonded} }}$ учитываются только для атомов, разделенных тремя или более связями; 1,4 взаимодействия уменьшены "фактором выдумки" ${\displaystyle f_{ij}=0.5}$, иначе ${\displaystyle f_{ij}=1.0}$. Все центры взаимодействия сосредоточены на атомах; не бывает «одиноких пар».

Параметризация

Было опубликовано несколько наборов параметров OPLS. Существует OPLS-ua (объединенный атом), который включает атомы водорода рядом с углеродом неявно в параметрах углерода и может использоваться для экономии времени моделирования. OPLS-aa (весь атом) явно включает каждый атом. Более поздние публикации включают параметры для других конкретных функциональных групп и типов молекул, таких как углеводы. При моделировании OPLS в водном растворе обычно используются TIP4P или TIP3P. водная модель.

Отличительной особенностью параметров OPLS является то, что они были оптимизированы для соответствия экспериментальным свойствам жидкостей, таким как плотность и теплота испарения, в дополнение к подгонке профилей кручения в газовой фазе.

Выполнение

Эталонными реализациями силового поля OPLS являются БОСС и MCPRO программы, разработанные Йоргенсеном. Другие пакеты, такие как ТИНКЕР, GROMACS, PCMODEL, Морское ушко, Hyperchem, ЛАМПЫ, Десмонд и NAMD также реализовать силовые поля OPLS.

Рекомендации

• Йоргенсен В.Л., Тирадо-Ривес Дж. (1988). «Силовое поле OPLS для белков. Минимизация энергии для кристаллов циклических пептидов и крамбина». Варенье. Chem. Soc. 110 (6): 1657–1666. Дои:10.1021 / ja00214a001. PMID  27557051.
• Йоргенсен В.Л., Максвелл Д.С., Тирадо-Ривес Дж. (1996). «Разработка и испытание полностью атомного силового поля OPLS по конформационной энергии и свойствам органических жидкостей». Варенье. Chem. Soc. 118 (45): 11225–11236. CiteSeerX  10.1.1.334.2959. Дои:10.1021 / ja9621760.