QM/MM-MC and QM/MM-MD simulations for reactions in solution

溶液中反应的 QM/MM-MC 和 QM/MM-MD 模拟

基本信息

批准号：
18066012
负责人：
AIDA Misako
金额：
$ 11.84万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

The free-energy calculation by perturbation theory based on a mixed-Hamiltonian model (QM/MM) combined with Monte Carlo sampling of the solvent configurations was used to obtain the changes in solvation free energy. We devised a special procedure to analyze the two-dimensional free-energy surfaces to gain unique insight into the differences in the reaction mechanisms between the two systems. Two-dimensional free-energy surfaces are calculated for alkyl chloride/chloride exchange/inversion reactions surrounded by one hundred H_2O molecules as a model of solvent.The NVT ensemble of water cluster is divided into the configurational subsets, which correspond to the topology-distinct H-bond patterns, and the relative molar Helmholtz energies of the H-bond patterns are evaluated. The method is based on the combination of standard Monte Carlo techniques with defined H-bond patterns.We derived and implemented the ONIOM-molecular dynamics method for biochemical applications. The implementation allows the characterization of the functions of the real enzymes taking account of their thermal motion.

采用基于混合哈密尔顿模型（QM/MM）的微扰理论结合溶剂构型的蒙特卡罗采样进行自由能计算，以获得溶剂化自由能的变化。我们设计了一种特殊的程序来分析二维自由能表面，以获得对两个系统之间反应机制差异的独特见解。作为溶剂模型，计算了由一百个H_2O分子包围的烷基氯/氯化物交换/反转反应的二维自由能表面。水团簇的NVT系综被分为构型子集，其对应于不同的拓扑评估氢键模式和氢键模式的相对摩尔亥姆霍兹能量。该方法基于标准蒙特卡罗技术与定义的氢键模式的结合。我们导出并实施了用于生化应用的 ONIOM 分子动力学方法。该实施允许考虑真实酶的热运动来表征真实酶的功能。

项目成果

期刊论文数量（104）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Ab initio ONIOM-Molecular dynamics (MD) study on the deamination reaction by cytidine deaminase

Ab initio ONIOM-胞苷脱氨酶脱氨反应的分子动力学 (MD) 研究

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
J. Phys. Chem. B 111
影响因子：
0
作者：
T. Matsubara;M. Dupuis;M. Aida
通讯作者：
M. Aida

ONIOM分子動力学法による有機金属錯体反応における環境の動的効果に関する研究

ONIOM分子动力学方法研究环境对有机金属配合物反应的动力学影响

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
影响因子：
0
作者：
Dai Akase;Misako Aida;宮本秀範;三枝俊亮;Maihemutijiang Jieli;Tomoki Yoshida;Dai Akase;Tomonori Yamada;Shuichi Sakata;Tomoki Yoshida;相田美砂子;坂宗和明;相田美砂子;宮本秀範;岡本拓也;安藤広司;相田美砂子;松原世明;吉田智喜;正木竜太;Hidenori Miyamoto;Maihemutijiang Jieli;Maihemutijiang Jieli;M. Aida;宮本秀範;松原世明
通讯作者：
松原世明

核酸塩基の異性化過程へのスタッキング相互作用の影響

堆积相互作用对核碱基异构化过程的影响

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
影响因子：
0
作者：
Dai Akase;Misako Aida;宮本秀範;三枝俊亮;Maihemutijiang Jieli;Tomoki Yoshida;Dai Akase;Tomonori Yamada;Shuichi Sakata;Tomoki Yoshida;相田美砂子;坂宗和明;相田美砂子;宮本秀範;岡本拓也;安藤広司;相田美砂子;松原世明;吉田智喜;正木竜太
通讯作者：
正木竜太

Classification of OH Bonds and Infrared Spectra of the Topology-Distinct Protonated Wate Clusters H_3O^+(H_2O)_n-1 (n_^<7)

不同拓扑结构的质子化水团簇H_3O^ (H_2O)_n-1 (n_^<7)的OH键分类和红外光谱