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* * 这一页还需要吗？ * * * * * * * * * * Computer Simulations of Enzymatic Catalysis Molecular Dynamics(MD) Provide links between structure and dynamics by enabling the exploration of the conformational energy landscape accessible to biomolecules. ~1000 atoms QM MM 103-104 atoms Karplus et al., PNAS 2005 104~106 atoms ~ 1 ms Computational methods: molecular dynamics simulations + Potential energy function: E (ri, θi, φi, …) X-ray structure Model building Molecular Dynamics (MD) Reaction Coordinate (ξ) Free Energy x Free Energy Simulations (potential of mean force) (Umbrella Sampling Method) * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 半经验分子轨道理论 对价电子进行近似的描写 通过解简化的 Schr?dinger 方程而得到 其中的很多积分用含参数的经验式子来近似 可以半定量地描写电子分布, 分子结构, 性质和相对能量 比从头算电子结构方法计算快, 但是没有它准确 从头算分子轨道方法 使用完全的 Schr?dinger 方程, 得到更精确的电子分布 可以系统地进行改进, 直至达到化学精度 化学精度: 键长?0.02A, 键角?2o, 键能?2kcal/mol 不需要参数, 也不用实验来校准 可以描写结构, 性质, 能量和反应性能 计算成本高 密度泛函理论 使用完全的 Schr?dinger 方程, 原则上可以得到准确的电子分布 可以很容易达到很高的精度, 但是无法系统地改进到化学精度 需要一些猜测泛函和参数, 体系的适用性必须用实验来校准 可以描写结构, 性质, 能量和反应性能 计算成本中等 总结 分子力学 (Molecular mechanicsm) 大体系, 结构 半经验方法 (Semiempirical) 中等体系, 粗略性质 完全从头算 (ab initio calculation) 小体系, 准确性质 密度泛函 (Density functional) 中等体系, 准确性质 分子力学 和分子动力学模拟简介 The contents of the PDB files: ATOM 1 N PHE A 3 63.100 -27.363 24.336 61.18 N ATOM 2 CA PHE A 3 64.321 -26.624 24.758 59.34 C ATOM 3 C PHE A 3 64.500 -25.386 23.867 60.24 C ATOM 4 O PHE A 3 65.393 -25.348 23.018 62.08 O ATOM 5 CB PHE A 3 65.540 -27.544 24.639 58.10 C ATOM 6 CG PHE A 3 66.754 -27.043 25.367 56.46 C …. ATOM 4760 N SER K 2 42.250 -4.629 68.446 98.41 N ATOM 4761 CA SER K 2 42.765 -4.805 67.139 92.68 C ATOM 4762 C SER K 2 42.966 -6.278 66.766 88.86