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磷脂分子作为生物膜的重要组成成分,在许多生命活动过程中起着重要作用。因为生物膜中的许多分子细节难以在实验中获得,所以分子动力学模拟已成为生物膜结构和动力学信息的重要来源。本文基于量子化学从头算(QM)方法的结果,应用和发展原子-键电负性均衡浮动电荷分子力场(ABEEMσπ/MM),建立磷脂分子的可极化力场。对磷脂分子进行分层次参数化,首先优选代表脂质官能团的片段小分子的参数,之后将它们逐步应用于较大的模型化合物和磷脂中。其中,磷脂的极性头基以四甲基铵(TMA)离子和磷酸二甲酯(DMP)为模型分子,酯化甘油骨架以乙酸甲酯(MAS)为模型分子,脂肪族脂肪烃尾部以短直链烷烃和烯烃为模型分子。对上述模型分子先进行QM计算,构建磷脂分子的ABEEMσπ/MM浮动电荷势能函数,确定相关的键长、键角、二面角和电荷参数。之后应用该势能函数对二棕榈酰磷脂酰胆碱(1,2-dipalmitoyl-sn-phosphatidylcholine,DPPC)分子的结构、能量和电荷分布等性质进行计算。结果表明,ABEEMσπ/MM与QM得到的结果具有很好的一致性,键长、键角、二面角的平均绝对偏差(AAD)分别仅为0.00001?、0.01°、0.01°,相对均方根偏差(RRMSD)分别仅为0.01%、0.01%、0.01%,电荷分布的线性相关系数为0.96,当其头基分别与1、2、3个水分子结合,体系结合能的均方根偏差(RMSD)分别为0.69 kcal/mol、0.18 kcal/mol、0.26 kcal/mol,RRMSD分别为4.65%、0.68%、1.14%。进一步对1,2-二肉豆蔻酰基-sn-磷脂酰胆碱(1,2-dimyristoyl-sn-phosphatidylcholine,DMPC),1,2-二月桂酰基-sn-磷脂酰胆碱(1,2-dilauroyl-sn-phosphatidylcholine,DLPC),1-棕榈酰-2-油酰基-sn-磷脂酰胆碱(1-palmitoyl-2-oleoyl-sn-phosphatidylcholine,POPC),1,2-二油酰基-磷脂酰胆碱(1,2-dioleoyl-sn-phosphatidylcholine,DOPC)和1,2-二油酰基-磷脂酰乙醇胺(1,2-dioleoyl-sn-phosphatidylethanolamine,DOPE)等5种磷脂分子的结构、能量和电荷分布等性质进行计算,并与QM结果相比较,来测试力场参数的可靠性和可转移性。结果表明,ABEEMσπ/MM与QM计算结果吻合良好。两种方法计算5种磷脂分子的键长、键角、二面角的RMSD分别均小于0.01?、1.63°和4.86°,RRMSD分别均不超过1.14%、1.49%和4.40%。磷脂头基与1~3个水分子相结合的结合能的RMSD不超过0.69 kcal/mol,RRMSD不超过4.65%,电荷分布的线性相关系数R均大于0.96。