Эмпирическая валентная связь

Эмпирическая валентная связь подход (EVB) является приближенным , что позволяет рассчитать реакции свободной-энергию в конденсированной фазе. Впервые он был разработан Арие Варшелом . ^[1] И был вдохновлен тем, как теория Маркуса использует потенциальные поверхности для расчета вероятности переноса электрона.

Параметр сцепления EVB H ₁₂

В то время как большинство методов расчета свободной энергии реакции требуют, чтобы по крайней мере некоторая часть моделируемой системы была обработана с использованием квантовой механики, EVB использует калиброванный гамильтониан для аппроксимации поверхности потенциальной энергии реакции. Для простой одностадийной реакции это обычно означает, что реакция моделируется с использованием 2 состояний. Эти состояния представляют собой описания валентных связей реагентов и продуктов реакции. Функция, которая дает энергию земли, становится следующей:

${\ displaystyle E_ {g} = {\ frac {1} {2}} (H_ {11} + H_ {22} - {\ sqrt {(H_ {11} -H_ {22}) ^ {2} + 4H_ {12} ^ {2}}})}$

Где H ₁₁ и H ₂₂ представляют собой описания валентных связей реагента и состояния продукта соответственно. А H ₁₂ - параметр связи. Потенциалы H ₁₁ и H ₂₂ обычно моделируются с использованием описаний силового поля U _{реагентов} и U _{продуктов} . H ₁₂ немного сложнее, так как его нужно параметризовать с помощью эталонной реакции. Эта эталонная реакция может быть экспериментальной, обычно в результате реакции в воде или других растворителях. В качестве альтернативы для калибровки можно использовать квантово-химические расчеты.

Расчеты свободной энергии

Чтобы получить свободные энергии из созданного энергетического потенциала основного состояния, необходимо выполнить дискретизацию. Их можно получить, применив такой метод отбора проб, как молекулярная динамика или моделирование методом Монте-Карло в различных состояниях по координатам реакции. Обычно это делается с использованием метода возмущения свободной энергии / зонтичной выборки . ^[2]

Заявление

EVB успешно применялся для расчета свободной энергии реакции ферментов. ^[2] Совсем недавно он стал рассматриваться как инструмент для изучения эволюции ферментов ^[3] и помощи в разработке ферментов. ^[4]

Программное обеспечение

Molaris
Q

См. Также

Электронный эквивалент

Ссылки

^ Warshel, Арье; Вайс, Роберт М. (сентябрь 1980 г.). «Эмпирический подход валентной связи для сравнения реакций в растворах и ферментах». Журнал Американского химического общества . 102 (20): 6218–6226. DOI : 10.1021 / ja00540a008 . ISSN 0002-7863 .
^ ^a ^b Варшел, Арье. (1991). Компьютерное моделирование химических реакций в ферментах и растворах . Нью-Йорк: Вили. ISBN 0-471-53395-5. OCLC 23016681 .
^ Аквист, Йохан; Исаксен, Гейр Вилли; Брандсдал, Бьорн Олав (июль 2017 г.). «Расчет фермента адаптации к холоду» . Обзоры природы Химия . 1 (7): 0051. DOI : 10.1038 / s41570-017-0051 . ISSN 2397-3358 .
^ Фрушичева, Мария П; Миллс, Мэтью JL; Шопф, Патрик; Сингх, Манодж К.; Прасад, Рам Б; Варшел, Арье (август 2014 г.). «Компьютерный дизайн ферментов и каталитические концепции» . Текущее мнение в химической биологии . 21 : 56–62. DOI : 10.1016 / j.cbpa.2014.03.022 . PMC 4149935 . PMID 24814389 .

Эта статья о химии незавершена . Вы можете помочь Википедии, расширив ее .

[1] Warshel, Арье; Вайс, Роберт М. (сентябрь 1980 г.). «Эмпирический подход валентной связи для сравнения реакций в растворах и ферментах». Журнал Американского химического общества . 102 (20): 6218–6226. DOI : 10.1021 / ja00540a008 . ISSN 0002-7863 .

[:0-2] Варшел, Арье. (1991). Компьютерное моделирование химических реакций в ферментах и растворах . Нью-Йорк: Вили. ISBN 0-471-53395-5. OCLC 23016681 .

[3] Аквист, Йохан; Исаксен, Гейр Вилли; Брандсдал, Бьорн Олав (июль 2017 г.). «Расчет фермента адаптации к холоду» . Обзоры природы Химия . 1 (7): 0051. DOI : 10.1038 / s41570-017-0051 . ISSN 2397-3358 .

[4] Фрушичева, Мария П; Миллс, Мэтью JL; Шопф, Патрик; Сингх, Манодж К.; Прасад, Рам Б; Варшел, Арье (август 2014 г.). «Компьютерный дизайн ферментов и каталитические концепции» . Текущее мнение в химической биологии . 21 : 56–62. DOI : 10.1016 / j.cbpa.2014.03.022 . PMC 4149935 . PMID 24814389 .

[1]