[發明專利]一種準確計算氣體分子絕對自由能的方法

在審

• 申請號: 202011141320.0
• 申請日: 2020-10-22
• 公開（公告）號: CN112199909A
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 彭春望;馬健;溫書豪;楊明俊;孫廣旭;賴力鵬
• 申請（專利權）人: 深圳晶泰科技有限公司
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙) 44248
• 代理人: 胡吉科

1.一種準確計算氣體分子絕對自由能的方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、降低氣體分子中柔性二面角勢能面的能壘；

S2、氣體分子絕對自由能的計算。

2.根據權利要求1所述的一種準確計算氣體分子絕對自由能的方法，其特征在于，步驟S1包括以下子步驟：

S1.1準備好要計算分子的坐標文件，并通過相關工具抓取力場參數；

S1.2調用yoda程序，加載分子坐標和力場，搜索分子中的所有柔性二面角；

S1.3對找到的所有柔性二面角進行勢能面掃描；

S1.4對勢能面中存在能壘大于5 kcal/mol的二面角勢能面進行擬合，修改對應二面角參數，降低能壘；

S1.5重復步驟S1.3和S1.4，直至所有柔性角的勢能面中不存在大于5 kcal/mol的能壘；

S1.6生成新的力場參數文件。

3.根據權利要求2所述的一種準確計算氣體分子絕對自由能的方法，其特征在于，步驟S1.1中所述的相關工具，為antechamber或CHARMM-GUI。

4.根據權利要求1所述的一種準確計算氣體分子絕對自由能的方法，其特征在于，步驟S2包括以下子步驟：

S2.1使用新的力場參數，建一個20 nm × 20 nm × 20 nm的模擬盒子，在一系列溫度下，進行NVT模擬，使用cut-off方式計算靜電作用力，步長1 fs，模擬10 ns；

S2.2選取兩個參考溫度下的平衡結構，作為自由能模擬的初始結構；

S2.3逐步限制一個中心重原子的位置，力常數從0變到10000 kJ/mol/nm²，從理論推導得到；

S2.4逐步限制其它重原子的位置，力常數從0變到10000 kJ/mol/nm²；

S2.5逐步限制非重原子的位置，力常數從0變到10000 kJ/mol/nm²；

S2.6逐步增大所有原子的位置限制，力常數從10000變到200000 kJ/mol/nm²；

S2.7逐步去除所有原子的分子內相互作用；

S2.8模擬正常結束后，全部使用原始力場參數對軌跡進行rerun，得到unbiased的勢能；

S2.9使用修改后的WHAM程序，加載各個λ或T窗口biased和unbiased能量，得到最終的reweight后的自由能；

S2.10使用reweight后的Δf(T)和PSCP自由能，以及理論推導值，計算最終的絕對自由能隨溫度的變化。

5.根據權利要求4所述的一種準確計算氣體分子絕對自由能的方法，其特征在于，步驟S2.1所述的一系列溫度為100 ~ 400 K范圍內。

6.根據權利要求4所述的一種準確計算氣體分子絕對自由能的方法，其特征在于，步驟S2.2選取兩個參考溫度分別為200 K和300 K。