泊松-玻尔兹曼结合自由能的准确、鲁棒与可靠计算

泊松-玻尔兹曼(PB)模型是生物物理建模与计算中最流行的隐式溶剂模型之一。提供准确可靠的静电溶剂化自由能$\Delta G_{\text{el}}$与结合自由能$\Delta\Delta G_{\text{el}}$的PB估计，对计算生物物理与生物化学具有极重要意义。最近，文献(Journal of Chemical Theory and Computation 2013, 9, 3677-3685)警示，广泛使用的0.5 Å网格间距在溶剂排除表面(SES)的$\Delta\Delta G_{\text{el}}$估计中产生不可接受的错误。本工作中，我们研究带有SES的PB求解器(MIBPB)在估计静电溶剂化自由能与静电结合自由能时的网格依赖性。发现对于153个分子平均，在1.0 Å网格间距下获得的$\Delta G_{\text{el}}$相对于0.2 Å网格间距下$\Delta G_{\text{el}}$的相对绝对误差小于0.2%。我们的结果表明，使用0.6 Å网格间距可确保$\Delta\Delta G_{\text{el}}$计算的准确性与可靠性。事实上，1.1 Å网格间距似乎能为高通量筛选提供足够精度。