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推進“神秘”水的描述 以改善藥物設計

文章作者:www.utbltn.icu發布時間:2020-01-08瀏覽次數:1915

與水的相互作用決定了藥物分子如何與靶標結合,但是模擬這些相互作用是困難的,限制了藥物設計的準確性。在AIP出版社化學物理學雜志最近的一篇論文中,來自加州理工學院的William A. Goddard III和Saber Naserifar描述了他們建立水的新描述的新方法(稱為力場),并證明它是準確的。

化學和應用物理學教授Goddard對結果感到“驚訝”。 “我們得到的描述幾乎適用于所有的水屬性,非常準確,遠遠優于以前的任何力場,”他說。

量子力學只能準確描述小系統,因此我們對液態水的理解依賴于力場的模擬。盡管經過數十年的努力,目前的力場并沒有同時描述水的所有屬性。 “力場可以提供正確的密度和水的蒸發,但可能與熔點相差100度,”戈達德說。 “這聽起來很糟糕,但這就是我們所擁有的一切。”

這些不完整的模型限制了藥物設計,限制了我們對工業溶劑反應的理解,并促使科學家研究水的一些異常特征。例如,有人提出,當水太冷到低溫時,它可能同時具有高密度和低密度液體,如果有足夠的液壓場,可以更好地理解。

與以前的力場不同,戈達德和Naserifar專注于模擬個體與水的相互作用。工作“向后”,他們首先考慮長距離相互作用,然后增加電荷和極化動力學。戈達德說:“以前的力場不允許收費,這是一項重要的改進。”此外,對于強氫鍵,該團隊使用最近發布的,高度準確的水二聚體計算。

“我們單獨使用高質量的量子力學來實現每次相互作用 - 遠程,短程,氫鍵,極化 - 將它們組合在一起并測試它們并發現它非常準確,”戈達德說。 “用開爾文預測0.2液體的熔點.這是聞所未聞的!”

他們的新力場僅在一個屬性上失敗:計算粒子擴散的速度或擴散常數。 Goddard和Naserifar對這種不規則性感到“困惑”,但仍對他們在該領域取得的成就感到興奮。他們熱衷于用它來研究水的異常性質,看它是否能提高藥物設計的準確性。

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