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推进“神秘”水的描述 以改善药物设计

文章作者:www.cs-vaccine.com发布时间:2020-01-08浏览次数:1915

与水的相互作用决定了药物分子如何与靶标结合,但是模拟这些相互作用是困难的,限制了药物设计的准确性。在AIP出版社化学物理学杂志最近的一篇论文中,来自加州理工学院的William A. Goddard III和Saber Naserifar描述了他们建立水的新描述的新方法(称为力场),并证明它是准确的。

化学和应用物理学教授Goddard对结果感到“惊讶”。 “我们得到的描述几乎适用于所有的水属性,非常准确,远远优于以前的任何力场,”他说。

量子力学只能准确描述小系统,因此我们对液态水的理解依赖于力场的模拟。尽管经过数十年的努力,目前的力场并没有同时描述水的所有属性。 “力场可以提供正确的密度和水的蒸发,但可能与熔点相差100度,”戈达德说。 “这听起来很糟糕,但这就是我们所拥有的一切。”

这些不完整的模型限制了药物设计,限制了我们对工业溶剂反应的理解,并促使科学家研究水的一些异常特征。例如,有人提出,当水太冷到低温时,它可能同时具有高密度和低密度液体,如果有足够的液压场,可以更好地理解。

与以前的力场不同,戈达德和Naserifar专注于模拟个体与水的相互作用。工作“向后”,他们首先考虑长距离相互作用,然后增加电荷和极化动力学。戈达德说:“以前的力场不允许收费,这是一项重要的改进。”此外,对于强氢键,该团队使用最近发布的,高度准确的水二聚体计算。

“我们单独使用高质量的量子力学来实现每次相互作用 - 远程,短程,氢键,极化 - 将它们组合在一起并测试它们并发现它非常准确,”戈达德说。 “用开尔文预测0.2液体的熔点.这是闻所未闻的!”

他们的新力场仅在一个属性上失败:计算粒子扩散的速度或扩散常数。 Goddard和Naserifar对这种不规则性感到“困惑”,但仍对他们在该领域取得的成就感到兴奋。他们热衷于用它来研究水的异常性质,看它是否能提高药物设计的准确性。