Electrostatically Embedded Generalized Molecular Fractionation with Conjugate Caps Method for Full Quantum Mechanical Calculation of Protein Energy

化学 缩放比例 线性比例尺 从头算 微扰理论(量子力学) 量子 密度泛函理论 共轭梯度法 力场(虚构) 结合 计算化学 分子动力学 统计物理学 分子物理学 物理 量子力学 算法 数学分析 数学 大地测量学 地理 几何学
作者
Xianwei Wang,Jinfeng Liu,John Z. H. Zhang,Xiao He
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry A [American Chemical Society]
卷期号:117 (32): 7149-7161 被引量:112
标识
DOI:10.1021/jp400779t
摘要

An electrostatically embedded generalized molecular fractionation with conjugate caps (EE-GMFCC) method is developed for efficient linear-scaling quantum mechanical (QM) calculation of protein energy. This approach is based on our previously proposed GMFCC/MM method (He; et al. J. Chem. Phys. 2006, 124, 184703), In this EE-GMFCC scheme, the total energy of protein is calculated by taking a linear combination of the QM energy of the neighboring residues and the two-body QM interaction energy between non-neighboring residues that are spatially in close contact. All the fragment calculations are embedded in a field of point charges representing the remaining protein environment, which is the major improvement over our previous GMFCC/MM approach. Numerical studies are carried out to calculate the total energies of 18 real three-dimensional proteins of up to 1142 atoms using the EE-GMFCC approach at the HF/6-31G* level. The overall mean unsigned error of EE-GMFCC for the 18 proteins is 2.39 kcal/mol with reference to the full system HF/6-31G* energies. The EE-GMFCC approach is also applied for proteins at the levels of the density functional theory (DFT) and second-order many-body perturbation theory (MP2), also showing only a few kcal/mol deviation from the corresponding full system result. The EE-GMFCC method is linear-scaling with a low prefactor, trivially parallel, and can be readily applied to routinely perform structural optimization of proteins and molecular dynamics simulation with high level ab initio electronic structure theories.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
juanjuan完成签到,获得积分10
刚刚
YY完成签到,获得积分10
刚刚
F1发布了新的文献求助10
刚刚
郑大小神龙完成签到,获得积分10
1秒前
万能图书馆应助5AGAME采纳,获得10
1秒前
1秒前
义气谷兰发布了新的文献求助10
1秒前
酷波er应助无情访琴采纳,获得10
2秒前
bamboo完成签到,获得积分10
2秒前
lilac发布了新的文献求助30
3秒前
灵巧芷蕊完成签到,获得积分10
3秒前
ding应助安详一手采纳,获得10
3秒前
Panda尧发布了新的文献求助10
4秒前
6秒前
阿莲娜完成签到 ,获得积分10
6秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
12秒前
2052669099发布了新的文献求助10
14秒前
木头羊完成签到 ,获得积分10
15秒前
烟花应助烤冷面采纳,获得10
16秒前
虚幻焦发布了新的文献求助10
17秒前
星辰大海应助时尚的雨筠采纳,获得10
18秒前
18秒前
20秒前
21秒前
21秒前
22秒前
飞逝的快乐时光完成签到 ,获得积分10
22秒前
22秒前
hululululu发布了新的文献求助10
24秒前
无畏阿玲完成签到,获得积分10
24秒前
dw发布了新的文献求助10
25秒前
李爱国应助润泉采纳,获得10
26秒前
搞怪静曼发布了新的文献求助10
27秒前
xingxing发布了新的文献求助30
27秒前
28秒前
niniyiya发布了新的文献求助10
28秒前
mza完成签到 ,获得积分10
28秒前
火星上曼冬应助一年5篇采纳,获得10
30秒前
飘逸飞绿完成签到 ,获得积分10
30秒前
一叶扁舟完成签到 ,获得积分10
31秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Relation between chemical structure and local anesthetic action: tertiary alkylamine derivatives of diphenylhydantoin 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
Principles of town planning : translating concepts to applications 500
Synthesis of Human Milk Oligosaccharides: 2'- and 3'-Fucosyllactose 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6072724
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7904108
关于积分的说明 16343601
捐赠科研通 5212386
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2787904
邀请新用户注册赠送积分活动 1770596
关于科研通互助平台的介绍 1648192