分子間相互作用能的計(jì)算是催化、材料、藥物設(shè)計(jì)、生物過程等研究中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。靜電相互作用能是其中的主要部分。當(dāng)前生物大分子靜電相互作用能的計(jì)算多是在經(jīng)典的分子力學(xué)框架下進(jìn)行,也就是利用庫侖定律,依賴于參與作用的兩個(gè)原子的點(diǎn)電荷。而原子電荷是電子云空間分布的近似表達(dá),其中包含有很大的近似,因而會(huì)引入誤差。為此,將原子電荷回歸于空間分布的方法,在理論上被認(rèn)為可以改進(jìn)靜電相互作用能的計(jì)算,諸如極化電荷方法等。本文以蛋白質(zhì)的分子靜電勢(shì)代替原子電荷,比較兩者的計(jì)算結(jié)果差別。本文主要研究內(nèi)容如下:(1)在HF方法與B3LYP方法下比較分子靜電勢(shì)及靜電相互作用能。將靜電主導(dǎo)的水二聚體、色散主導(dǎo)的苯二聚體以及混合型的乙炔二聚體作為研究對(duì)象,在兩種方法下計(jì)算得到的結(jié)果差距很小。計(jì)算基組相同的前提下,兩種方法計(jì)算得到的分子靜電勢(shì)局部和整體差異很小。因此,使用HF方法來計(jì)算蛋白質(zhì)-配體復(fù)合物的靜電勢(shì)及靜電能。(2)合理基組的選擇。為了從6-311++G**系列、cc-pVnZ系列中選出合理基組來計(jì)算蛋白質(zhì)靜電勢(shì),選出一段肽鏈作為測試蛋白質(zhì),分別在HF/6-311G**、HF/6-311++G**、HF/6...

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 從頭算法
        1.1.1 精確度和線性縮放
        1.1.2 計(jì)算方法
        1.1.3 Hartree–Fock方法
        1.1.4 Hartree-Fock算法-近似
        1.1.5 軌道的變分優(yōu)化
        1.1.6 數(shù)學(xué)表達(dá)式
    1.2 密度泛函理論
        1.2.1 方法概述
        1.2.2 相對(duì)論密度泛函理論(顯函數(shù)形式)
        1.2.3 近似值(交換相關(guān)泛函)
        1.2.4 Hohenberg-Kohn定理
        1.2.5 雜化泛函-B3LYP方法
    1.3 分子力場下的靜電相互作用能
        1.3.1 靜電相互作用能-電荷和偶極子
        1.3.2 靜電相互作用能-多極化和極化率
    1.4 基組
        1.4.1 基組概述
        1.4.2 基組的分類
2 HF方法和B3LYP方法下比較分子靜電勢(shì)及靜電能
    2.1 引言
    2.2 計(jì)算過程與方法
        2.2.1 分子靜電勢(shì)的計(jì)算
        2.2.2 分子的原子電荷的計(jì)算
        2.2.3 分子靜電能計(jì)算
    2.3 結(jié)果分析與比較
    2.4 本章小結(jié)
3 HF方法下選擇合理基組計(jì)算生物大分子靜電勢(shì)
    3.1 引言
    3.2 研究過程與方法
        3.2.1 研究對(duì)象的準(zhǔn)備
        3.2.2 選擇合理基組的條件
        3.2.3 計(jì)算方法與步驟
    3.3 結(jié)果分析與討論
    3.4 本章小結(jié)
4 HF與庫侖定律下,水、苯、乙炔二聚體靜電勢(shì)及靜電能的研究
    4.1 引言
    4.2 計(jì)算過程與方法
        4.2.1 庫侖定律下,分子靜電勢(shì)及靜電能的計(jì)算
        4.2.2 量子化學(xué)方法下,分子靜電勢(shì)及靜電能的計(jì)算
    4.3 結(jié)果分析與討論
    4.4 本章小結(jié)
5 HF與庫倫定律方法下,蛋白質(zhì)-配體復(fù)合物的靜電勢(shì)及靜電能的研究
    5.1 引言
    5.2 蛋白質(zhì)-配體復(fù)合物文件的選擇和處理
    5.3 計(jì)算過程與方法
        5.3.1 庫侖定律下計(jì)算蛋白質(zhì)-配靜電勢(shì)及靜電能
        5.3.2 量子化學(xué)方法下計(jì)算蛋白質(zhì)的靜電勢(shì)及靜電能
    5.4 結(jié)果分析與討論
    5.5 本章小結(jié)
6 不同距離范圍內(nèi)的氨基酸對(duì)蛋白質(zhì)靜電勢(shì)及靜電能的影響
    6.1 蛋白質(zhì)-配體復(fù)合物的選擇和處理
    6.2 計(jì)算過程與方法
        6.2.1 庫倫定律下計(jì)算蛋白質(zhì)-配體復(fù)合物的靜電能
        6.2.2 量子化學(xué)方法下計(jì)算蛋白質(zhì)-配體復(fù)合物的靜電能
    6.3 結(jié)果分析與討論
    6.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄A 水二聚體、苯二聚體、乙炔二聚體結(jié)構(gòu)及分子坐標(biāo)
附錄B 使用HF與B3LYP方法,在不同基組下比較水二聚體、苯二聚體、乙炔二聚體單體的靜電勢(shì)值
附錄C HF/cc-pVTZ與庫倫定律下,水二聚體、苯二聚體、乙炔二聚體的單體靜電勢(shì)值比較
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝



本文編號(hào)：3838713