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[GROMACS] 关于分子动力学模拟中疏水效应的问题

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请教一个问题:卢老师在讲议里提到过疏水效应,但是疏水效应应该怎么判断呢?或者说,怎么样才能知道两个分子之间有没有疏水作用?谢谢大家!

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发表于 Post on 2021-8-25 10:35:17 | 只看该作者 Only view this author
对任何体系都有这种效应,只不过这种效应是否显著、是否能明显影响观察到的动力学行为问题而已
诸如对两片石墨烯,在水当中会自发贴到一起去,这明显体现疏水效应,而且疏水效应对其结合行为起到关键作用
北京科音自然科学研究中心http://www.keinsci.com)致力于计算化学的发展和传播,长期开办极高质量的各种计算化学类培训:初级量子化学培训班中级量子化学培训班高级量子化学培训班量子化学波函数分析与Multiwfn程序培训班分子动力学与GROMACS培训班CP2K第一性原理计算培训班,内容介绍以及往届资料购买请点击相应链接查看。这些培训是计算化学从零快速入门以及进一步全面系统性提升研究水平的高速路!培训各种常见问题见《北京科音办的培训班FAQ》
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 楼主 Author| 发表于 Post on 2021-8-25 10:51:33 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2021-8-25 10:35
对任何体系都有这种效应,只不过这种效应是否显著、是否能明显影响观察到的动力学行为问题而已
诸如对两片 ...

谢谢老师的回复!还是以石墨烯为例:怎么判断两片石墨烯贴到一起是疏水效应在起作用,而不是范德华力或静电力的作用引起的呢?因为静电力和范德华力是可以计算的,而疏水效应该用什么数据体现呢?

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发表于 Post on 2021-8-25 11:31:11 | 只看该作者 Only view this author
418086011 发表于 2021-8-25 10:51
谢谢老师的回复!还是以石墨烯为例:怎么判断两片石墨烯贴到一起是疏水效应在起作用,而不是范德华力或静 ...

石墨片在模拟时候原子电荷一般都设成0,根本没有静电作用。石墨片之间的范德华作用,相对于石墨片与溶剂分子来说,也没有明显优势,至少不构成导致两个石墨片能紧紧贴到一起的程度。
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 楼主 Author| 发表于 Post on 2021-8-25 13:52:13 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2021-8-25 11:31
石墨片在模拟时候原子电荷一般都设成0,根本没有静电作用。石墨片之间的范德华作用,相对于石墨片与溶剂 ...

有点明白了,谢谢sob老师

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发表于 Post on 2021-8-25 17:20:22 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2021-8-25 11:31
石墨片在模拟时候原子电荷一般都设成0,根本没有静电作用。石墨片之间的范德华作用,相对于石墨片与溶剂 ...

请教一下sob老师,看到做蛋白氨基酸突变的文献,分析原因的时候(静态结构),他们说是疏水作用力增强了


wiki查了有Kyte与Doolittle,ECS亲水指数,想问下能否从氨基酸残基侧链结构式粗略估计哪个更疏水,比如氨基酸残基M、I和V(化学基础比较差),即如何粗略地分析(即论文中的maybe)所谓的“是疏水作用力增强了”

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发表于 Post on 2021-8-26 06:44:41 | 只看该作者 Only view this author
azero 发表于 2021-8-25 17:20
请教一下sob老师,看到做蛋白氨基酸突变的文献,分析原因的时候(静态结构),他们说是疏水作用力增强了
...

你看那些文章这种说法的依据是什么

如果是侧链引入芳环,一定程度上倒是可以这么说
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发表于 Post on 2021-8-26 10:05:41 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2021-8-26 06:44
你看那些文章这种说法的依据是什么

如果是侧链引入芳环,一定程度上倒是可以这么说

现在我做了一些突变,把M(处于蛋白质内部)突变成 I和V,热稳定提高了。该氨基酸旁边是有其他的疏水氨基酸,不知道能否说是疏水作用力提高了

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发表于 Post on 2021-8-27 06:36:44 | 只看该作者 Only view this author
azero 发表于 2021-8-26 10:05
现在我做了一些突变,把M(处于蛋白质内部)突变成 I和V,热稳定提高了。该氨基酸旁边是有其他的疏水氨基 ...

你可以做一些分析,诸如这些氨基酸的侧链区域间如果平均距离比突变前小很多,一定程度可以说明
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发表于 Post on 2023-8-11 10:08:30 | 只看该作者 Only view this author
本帖最后由 JCenter 于 2023-8-11 10:33 编辑
sobereva 发表于 2021-8-25 11:31
石墨片在模拟时候原子电荷一般都设成0,根本没有静电作用。石墨片之间的范德华作用,相对于石墨片与溶剂 ...

老师,假设溶质分子的电荷设置为0,那么溶质与溶剂水分子、溶质与溶质分子间的静电作用为0。但是除了疏水作用的体现以外,溶质分子间、以及溶质与溶剂分子间依旧存在范德华作用,那老师,1.范德华作用在这个靠近的过程中会扮演什么角色呢,溶剂与溶质间、溶质与溶质间。2.在跑MD的时候,溶质分子的原子电荷为0,但由于水分子依旧存在原子电荷,依旧需要设置长程库仑力的PME计算方法和1.0nm的截断半径。不知道我这么理解对不对。
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发表于 Post on 2023-8-11 10:12:20 | 只看该作者 Only view this author
JCenter 发表于 2023-8-11 10:08
老师,假设溶质分子的电荷设置为0,详单与分子间,即溶质与溶剂、溶质与溶质分子间的静电作用为0。但是除 ...

“详单与分子间” 语义不明
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发表于 Post on 2023-8-11 10:35:15 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2023-8-11 10:12
“详单与分子间” 语义不明

不好意思,老师,打错字了,是“相当于”,自我批评,粗心大意。我已经重新编辑和修改了内容。
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发表于 Post on 2023-8-12 03:36:54 | 只看该作者 Only view this author
JCenter 发表于 2023-8-11 10:08
老师,假设溶质分子的电荷设置为0,那么溶质与溶剂水分子、溶质与溶质分子间的静电作用为0。但是除了疏水 ...

1 还是照常发挥范德华作用该发挥的用处。比如距离不很近的时候色散吸引作用占主导,倾向分子间距离拉近,而距离太近的情况互斥作用起主导

2 对
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发表于 Post on 2023-8-12 15:46:04 | 只看该作者 Only view this author
sobereva 发表于 2023-8-12 03:36
1 还是照常发挥范德华作用该发挥的用处。比如距离不很近的时候色散吸引作用占主导,倾向分子间距离拉近, ...

好嘞,谢谢老师。针对老师您说的1的内容,我有个疑问:在溶质的原子电荷为0的条件下,两溶质相互靠近,也只能说明疏水效应、溶质间的色散吸引两者的综合作用高于溶质与水之间的色散吸引作用,这可以说明主要是疏水作用导致的分子的靠近吗?是不是因为,如果两个溶质分子如果距离太远,范德华作用中的色散吸引就衰减到0。仅仅靠溶质间的范德华作用不足以支撑两个溶质之间相互靠近。
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发表于 Post on 2023-8-12 16:22:06 | 只看该作者 Only view this author
JCenter 发表于 2023-8-12 08:46
好嘞,谢谢老师。针对老师您说的1的内容,我有个疑问:在溶质的原子电荷为0的条件下,两溶质相互靠近,也 ...

不足以说明。直接计算疏水作用、并证明它主导了结合自由能可能比较困难,但是可以迂回一下,改为证明色散吸引作用的贡献远小于结合自由能。这样两者都可以由MD结果统计得到。
不能简单地说,两个原子电荷全部为0的溶质在水里自发靠近,一定是主要因为疏水作用。例如两个中性的贵金属纳米颗粒在水里自发团聚,就很可能是因为色散吸引而非疏水作用,因为金属表面一般是亲水的,而金属纳米颗粒-金属纳米颗粒的色散作用又远大于金属纳米颗粒-水的色散作用
Zikuan Wang
山东大学光学高等研究中心 研究员
BDF(https://bdf-manual.readthedocs.io/zh_CN/latest/Introduction.html)、ORCA(https://orcaforum.kofo.mpg.de/index.php)开发团队成员
Google Scholar: https://scholar.google.com/citations?user=XW6C6eQAAAAJ
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-4540-8734
主页:http://www.qitcs.qd.sdu.edu.cn/info/1133/1776.htm
GitHub:https://github.com/wzkchem5
本团队长期招收研究生,有意者可私信联系

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