液态水的分子动力学模拟及多肽蛋白质分子电负性的研究

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本文应用ABEEM-7P水分子模型对液态水进行了分子动力学模拟,首先在298K,1atm条件下研究了Berendsen方法控制的温度与压力变化情况,得到合适的τT=0.01ps和τP=0.05ps。根据不同温度,1atm下计算所得温度与压力的平均值验证τT及τP的合理性。同时在不同温度下,对含有216及500个水分子的液态水体系计算了NVT系综和NPT系综下电荷的平均值,最小值及最大值。通过比较电荷的平均值发现,同一位点电荷的平均值在不同温度下差异不大。相对来说,在NVT系综下,较大的液态水体系计算得出的O原子和H原子上的正电荷较大,O原子上孤对电子和O-H键上的负电荷较小。对比同一体系在NVT及NPT系综下的计算结果可知,NVT系综的极化作用略强于NPT系综。为了解原子-键电负性均衡方法计算电荷及分子电负性的本质,本文应用ABEEMσπ方法计算了几种中性的多肽分子及蛋白质1CRN的分子电负性。通过比较可知,十一种中性二肽分子中电负性最大的为半胱氨酸二肽,最小的为色氨酸二肽。对于五种构象(αL螺旋、αR螺旋、β折叠、βa折叠及PPⅡ螺旋结构)的四肽分子,同种构象(如αL螺旋)的十一种分子中电负性最大的始终为半胱氨酸四肽,分子电负性最小的始终为色氨酸四肽。蛋白质1CRN的分子电负性略小于本文所计算的几种多肽分子。本文还分别计算了分子中所有位点有效电负性计算公式前两项的加和,再计算其算术平均值、几何平均值及调和平均值,发现分子均衡态的电负性与相应的算术平均值最为接近,其绝对偏差均不超过0.1000ev。这说明在此后的计算中,我们可以通过事先估算分子中各位点电荷进而估算分子均衡态的电负性,以对ABEEMσπ方法进行近似。
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