多肽分子催化动力学研究中的溶剂模型选择问题

yumingsuxmu

• 我正在进行一项多肽分子的动力学研究，参考了计算化学软件调用半经验方法的相关案例。在研究过程中，我观察到一个有趣的现象，希望能得到大家的建议。
  问题描述
  
  • 隐式溶剂模拟：多肽分子在皮秒量级时间内迅速完成构象变化
  • 显式溶剂模拟：使用溶剂化工具生成初始结构后，即使运行100皮秒的模拟，也未能观察到明显的构象变化
    
  当前思路我的导师建议我从隐式溶剂模拟中提取几个已经形成特定构象的结构，作为初始构象添加显式溶剂，然后验证这些结构的稳定性。我计划：
  
  • 在添加显式溶剂后运行一段时间的动力学模拟
  • 通过均方根偏差分析来评估结构稳定性
    
  咨询问题
  • 隐式与显式溶剂模拟中观察到的构象变化行为差异是否正常？
  • "隐式筛选+显式验证"的策略是否合理？
  • 是否应该直接使用隐式溶剂计算这几个结构的自由能来评估稳定性？
  • 有哪些其他建议可以帮助我更准确地研究这个体系？
    

yumingsuxmu

分子动力学是用xtb计算的

sobereva

有别人回复之前若需要对帖子进行修改、补充，应直接编辑原帖，不要通过回帖进行补充，导致信息零零碎碎，这点在置顶的新社员必读贴里明确说了。

隐式溶剂模型下能量面光滑且没有溶剂的摩擦效应，构象变化往往会更快，但得到的多肽构象分布普遍不如显式溶剂模型合理，参考北京科音分子动力学与GROMACS培训班（http://www.keinsci.com/KGMX）这页幻灯片：



某些情况下，用隐式溶剂模型加快采样、获得尽可能多的构象，倒是可以。最终通过动力学获得小肽的不同构象的稳定性、构象分布，应当在显式溶剂模型下做。

值得一提的是，还专有加快构象变化用的水模型

Senn

回答问题：
1、正常
2、看情况
3、不能

得看你要研究的目的是啥，隐式水模型没有和溶剂直接的相互作用，构象变化很快但是很多时候不太合理，按理说跑多肽的MD应该在显式水环境下跑足够长的时间，皮秒级肯定是不够的。如果你是研究单个多肽的构象变化，倒是可以先用隐式模型快速跑一系列构象采样，然后再加溶剂跑看稳定性，但是如果是多根肽链一起研究相互作用的话，不能忽略和溶剂的直接作用，会直接导致聚集与否的定性错误。