分子表观表面电荷与电场的闭式解析近似
化学物理
2022-03-14 v2 生物物理
生物大分子
摘要
分子静电性质的闭式解析近似具有独特价值，因为它们可提供计算速度、通用性与物理洞察。在此，我们推导了一个简单的闭式公式，用于计算由水溶液中分子电荷分布产生的表观表面电荷（ASC）以及电场。该近似无拟合参数，针对泊松方程的数值解进行了测试，获得了显著加速。对于中性小分子，由闭式ASC公式估算的水合自由能与数值泊松参考值的RMSD在0.8 kcal/mol以内；表面的电场与参考值定量一致。该近似在更大结构上的性能也进行了测试，包括蛋白质、DNA片段和病毒受体-靶标复合物。对于所有测试结构，除高负曲率区域外，均与数值泊松参考值达到近乎定量的一致，而在高负曲率区域新近似在定性上仍正确。所提出的“基于源”的闭式近似的一个独特高效特征是，ASC和电场可在任意点或表面面片上单独估算，无需获得完整的全局解。该方法的开源软件实现见：http://people.cs.vt.edu/~onufriev/CODES/aasc.zip
引用
@article{arxiv.2106.11673,
title = {A closed-form, analytical approximation for apparent surface charge and electric field of molecules},
author = {Dan Folescu and Alexey V. Onufriev},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.11673},
year = {2022}
}