脂质双分子层膜的动态隐式溶剂粗粒化模型：涨落流体动力学热浴
软凝聚态物质
2023-02-28 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
许多粗粒化模型已被开发用于脂质双分子层膜的平衡态研究。为了在模拟中获取全原子分子动力学难以达到的长度尺度和时间尺度，这些粗粒化模型提供了对分子自由度的简化描述，并常常完全移除对溶剂自由度的表示。在此类隐式溶剂模型中，溶剂贡献通过自由能有效势中的有效相互作用项来处理。对于动力学研究，通常使用朗之万动力学。然而，对于双分子层内的许多动态过程，这种方法是不够的，因为它忽略了重要的相关性以及由于本应通过溶剂发生的动量转移而缺失的动态贡献。为了解决这个问题，我们引入了一种基于涨落流体动力学的新热浴，用于隐式溶剂粗粒化模型的动态模拟。我们的方法将粗粒化自由度与随机连续场耦合，该场同时考虑了溶剂流体动力学和热涨落。我们表明，我们的方法捕捉到了在使用传统朗之万动力学进行的模拟中缺失的脂质双分子层动力学中的重要相关性。对于平面双分子层片和双分子层囊泡，我们研究了脂质的扩散率、空间相关性以及双分子层内的脂质流动。所提出的涨落流体动力学方法为扩展隐式溶剂粗粒化脂质模型以用于双分子层内动态过程的研究提供了一条有希望的途径。
引用
@article{arxiv.1212.0449,
title = {Dynamic Implicit-Solvent Coarse-Grained Models of Lipid Bilayer Membranes : Fluctuating Hydrodynamics Thermostat},
author = {Yaohong Wang and Jon Karl Sigurdsson and Paul J. Atzberger},
journal= {arXiv preprint arXiv:1212.0449},
year = {2023}
}