量子力学/粗粒化分子力学(QM/CG-MM)
化学物理
2018-01-17 v1 计算物理
量子物理
摘要
包括溶液、蛋白质和复合材料在内的众多分子体系，均可采用混合分辨率表示进行建模，其中量子力学/分子力学(QM/MM)方法已成为应用最广泛的一种。然而，QM/MM方法常面临若干挑战，包括MM部分大构型空间的缓慢采样、因MM环境原子坐标变化而重复进行QM计算的高昂成本，以及难以用分子环境对活性QM区域的影响来对数值结果给出简单、定性的解释。本文通过将QM/MM建模与“自下而上”粗粒化(CG)方法学相结合，为系统的量子力学/粗粒化分子力学(QM/CG-MM)混合分辨率方法提供了理论基础，以应对这些问题。基于统计力学与量子力学的结合，给出了该方法的推导，得到了QM部分有效哈密顿量这一QM/CG-MM理论的核心概念方程。详细分析了QM部分与周围环境之间的静电、诱导、色散和交换相互作用对有效哈密顿量的不同贡献，为建立精度和计算成本各异的QM/CG-MM方法潜在层次体系奠定了基础。还讨论了QM/CG-MM方法学与其他混合分辨率方法的关系。
引用
@article{arxiv.1709.09771,
title = {Quantum Mechanics / Coarse-Grained Molecular Mechanics (QM/CG-MM)},
author = {Anton V. Sinitskiy and Gregory A. Voth},
journal= {arXiv preprint arXiv:1709.09771},
year = {2018}
}