生物分子静电连续模型中的工作量/精度权衡
数值分析
2015-12-29 v1 生物大分子
摘要
生物分子的结构与功能受其所处周围的水和溶解离子的强烈影响。该水溶液（溶剂）针对生物分子普遍存在的原子电荷和极性化学基团施加显著的静电力。在本工作中，我们研究一种使用该模型数值计算的简单方法，即边界积分方程（BIE）方法和边界元方法（BEM）。传统 BEM 将蛋白质-溶剂边界离散为一组边界元或面片，并且近似解被定义为具有紧支撑的基函数的加权和。由此得到的 BEM 矩阵需要积分奇异或近奇异函数，这可能计算缓慢且具挑战性。在此我们研究一种更简单表示的精度与收敛性，即将未知表面电荷分布建模为表面上的一组离散点电荷。我们发现，在低分辨率下，基于点的 BEM 比基于面片的方法更准确，这是因为蛋白质表面被直接采样，并且对于众多仅需中等精度的重要计算（例如理性药物设计和蛋白质工程的初步阶段）具有显著价值。
引用
@article{arxiv.1512.08406,
title = {Work/Precision Tradeoffs in Continuum Models of Biomolecular Electrostatics},
author = {Matthew G. Knepley and Jaydeep P. Bardhan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1512.08406},
year = {2015}
}
备注
10 pages, 8 figures, in Proceedings of ASME 2015 International Mechanical Engineering Congress & Exposition, 2015