力场中1-4相互作用的改进处理方法（分子动力学仿真）
化学物理
2025-11-13 v3
摘要
传统力场常使用联合扭转项和经验缩放的非键合相互作用来捕捉分子中三个键距离原子的1-4能量和力。虽然这种方法可以得到准确的扭转能垒，但常导致力不准确、几何错误，以及联合键合项和非键合相互作用之间的相互依赖，使参数化复杂化并降低可迁移性。本文演示了仅使用联合耦合项即可准确建模1-4相互作用，完全消除对任意缩放的非键合相互作用的需求。Furthermore，我们利用Q-Force工具包的自动参数化能力，有效地确定必要的耦合项，无需手动调整。我们的方法首先在一系列小分子系统上进行验证，涵盖可变和刚性结构，显示出显著的力场准确性改进，所有测试分子的平均绝对误差均小于1kcal/mol。我们进一步将仅键合的1-4模型扩展到Amber ff14sb、CHARMM36和OPLS-AA力场，以再现精细基石气相和隐式溶剂中的φ,ψ表面。
引用
@article{arxiv.2504.14398,
title = {Improved Treatment of 1-4 interactions in Force Fields for Molecular Dynamics Simulations},
author = {Aalim S. Abdullah and Yingze Wang and Maximilian F. S. J. Menger and Selim Sami and Teresa Head-Gordon},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.14398},
year = {2025}
}