原子-键电负性均衡方法融合进分子力场(ABEEM/MM)应用于蛋白质分子(Crambin)模拟 被引量：9

1

作者 张强 杨忠志 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2005年第12期2345-2347,共3页

建立应用于多肽和蛋白质模拟的ABEEM/MM浮动电荷力场.利用该模型和参数,对实际蛋白质分子Cramb in(植物种子中的一种小的蛋白质)进行模拟,得到了满意的结果,为其更广泛的应用开辟了道路.

关键词 原子-键电负性均衡方法 分子力场 CRAMBIN

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基于电负性均衡理论快速计算多肽分子中原子电荷的新方法（英文）

2

作者 欧阳永中 花书贵 邓金连 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2019年第1期58-68,共11页

原子电荷在深入理解和模拟蛋白质的化学行为中发挥了重要的作用。通过校正电负性均衡方法(EEM)可快速计算大分子中原子电荷的分布情况。为进一步提高电负性均衡方法的准确性,本文根据Bader提出的分子区域片段中原子电荷高度转移理论,提... 原子电荷在深入理解和模拟蛋白质的化学行为中发挥了重要的作用。通过校正电负性均衡方法(EEM)可快速计算大分子中原子电荷的分布情况。为进一步提高电负性均衡方法的准确性,本文根据Bader提出的分子区域片段中原子电荷高度转移理论,提出了一种校正电负性均衡理论的新方法,专门用于快速、准确计算生物大分子多肽或蛋白质中分子中原子电荷(AIM)。在EEM参数优化过程中,本方法不仅包括了不同原子间的连接性和价键的杂化属性,还考虑了分子片段或基团的区域化学环境因素对校正的影响。本研究对变量优化方法进行了深入讨论,微分进化算法被证明对目标函数有较好地表现。本方法计算的AIM电荷,与密度泛函理论的计算结果进行了比较。结果表明,与原来的EEM模型相比较,本方法计算的AIM电荷的精确度得到了大幅提高,为具有重复分子片段或基团的生物大分子体系(如多肽或蛋白质等)的原子电荷的快速计算提供了一种更为准确的方法,同时也为EEM的校正提供了一种新的思路。 展开更多

关键词 原子电荷 电负性均衡方法 分子中的原子电荷 分子片段转移 化学环境

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DFT和ABEEM方法研究HIV-1 PR活化位点的化学性质

3

作者 丁艳丽 杨忠志 《北京工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期450-455,共6页

应用密度泛函理论计算并研究了HIV-1 PR活化位点的硬度、软度、化学势和电负性,分析了酶-水络合物、酶-抑制剂络合物及酶-抑制剂-水络合物的性质.在密度泛函方法研究的基础上,应用原子-键电负性均衡方法(ABEEM)计算研究了活化位点的电... 应用密度泛函理论计算并研究了HIV-1 PR活化位点的硬度、软度、化学势和电负性,分析了酶-水络合物、酶-抑制剂络合物及酶-抑制剂-水络合物的性质.在密度泛函方法研究的基础上,应用原子-键电负性均衡方法(ABEEM)计算研究了活化位点的电荷分布和Fukui函数值,分析了活化位点的化学性质,本研究也支持HIV-1PR的水解反应应有水分子的参与. 展开更多

关键词 DFT理论 原子-键电负性均衡方法 HIV-1 PR 活化位点 化学性质

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ABEEM_(σπ)和OPLS-AA力场对蛋白质G_A88/G_B88的分子动力学模拟 被引量：3

4

作者 王晶晶 刘翠 杨忠志 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期142-148,共7页

将原子与键电负性均衡方法融入分子力学方法,即利用ABEEMσπ浮动电荷力场与ABEEM-7P水模型相结合的方法及OPLS-AA固定电荷力场方法,对GA88和GB88蛋白进行了水溶液(温度295 K)和真空中的分子动力学模拟.比较两种方法得到的两个蛋白质的... 将原子与键电负性均衡方法融入分子力学方法,即利用ABEEMσπ浮动电荷力场与ABEEM-7P水模型相结合的方法及OPLS-AA固定电荷力场方法,对GA88和GB88蛋白进行了水溶液(温度295 K)和真空中的分子动力学模拟.比较两种方法得到的两个蛋白质的结构与实验结构的均方根偏差,分析了两种方法得到的两个蛋白质的回旋半径、氢键分布、径向分布及电荷分布情况.结果表明,ABEEMσπ和OPLS-AA力场均能正确模拟蛋白质结构,得到的各项偏差值接近,但从各偏差的波动大小可见,ABEEMσπ力场的模拟更稳定;回旋半径模拟很好地体现了蛋白质的'电致紧缩'现象;氢键分布、径向分布及电荷分布表明,与OPLS-AA固定电荷力场相比,ABEEMσπ浮动电荷力场能更好地体现蛋白质和周围水分子的极化效应. 展开更多

关键词 原子与键电负性均衡方法 分子力场 OPLSAA固定电荷力场 GA88 GB88蛋白 分子动力学模拟 动力学性质

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应用ABEEM/MM力场探究Na^+与氮-甲基乙酰胺及水的相互作用

5

作者 潘一鸣 张静 +4 位作者 田博 姚菁菁 宫利东 刘翠 杨忠志 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期2468-2476,共9页

应用量子化学方法 MP2/6-311++G(d,p)//B3LYP/6-31+G(d,p)和原子-键电负性均衡浮动电荷分子力场(ABEEM/MM),对[Na(H_2O)n]+(n=3～8),[Na(NMA)n]+(n=3～8)和[Na(NMA)n(H_2O)m]+(n+m=4,6)(NMA=氮-甲基乙酰胺)体系的结构、结合能和电荷分... 应用量子化学方法 MP2/6-311++G(d,p)//B3LYP/6-31+G(d,p)和原子-键电负性均衡浮动电荷分子力场(ABEEM/MM),对[Na(H_2O)n]+(n=3～8),[Na(NMA)n]+(n=3～8)和[Na(NMA)n(H_2O)m]+(n+m=4,6)(NMA=氮-甲基乙酰胺)体系的结构、结合能和电荷分布进行研究.在计算结果的基础上,构建上述体系的ABEEM/MM可极化势能函数,优选并确定相关参数.结果表明,ABEEM/MM的计算结果与量子化学的计算结果相符:Na+与配体间距离的平均绝对偏差(AAD)小于0. 007 nm,相对均方根偏差(RRMSD)小于3. 5%,夹角的AAD小于2. 4°,RRMSD小于2. 0%,结合能的AAD小于8. 9 k J/mol,RRMSD小于12. 4%;ABEEM/MM电荷分布与量子力学(QM)电荷分布的线性相关系数在0. 97以上. 展开更多

关键词 原子-键电负性均衡浮动电荷分子力场 钠离子 氮-甲基乙酰胺 可极化力场

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应用ABEEM/MM模型研究水分子团簇(H_2O)_n(n=11～16)的性质 被引量：9

6

作者 钱萍 杨忠志 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2006年第5期561-568,共8页

应用ABEEM/MM模型计算了较大的水分子团簇(H2O)n(n=11￣16)的各种性质,如:优化的几何构型,氢键个数,结合能,稳定性,ABEEM电荷分布,偶极矩,以及结构参数、平均氢键个数和强度,增加的团簇结合能等.结果表明,从立方体结构到笼状结构的过渡... 应用ABEEM/MM模型计算了较大的水分子团簇(H2O)n(n=11￣16)的各种性质,如:优化的几何构型,氢键个数,结合能,稳定性,ABEEM电荷分布,偶极矩,以及结构参数、平均氢键个数和强度,增加的团簇结合能等.结果表明,从立方体结构到笼状结构的过渡出现在n=12的水分子团簇中,随着类似于笼状结构特点的不断增强,五元环的富集程度有所增加. 展开更多

关键词 ABEEM/MM模型 原子-键电负性均衡方法 分子力场 水分子团簇

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异构现象与最大硬度原理 被引量：2

7

作者 张贻亮 杨忠志 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期1941-1944,共4页

利用原子-键电负性均衡方法计算了700多个异构体的硬度,通过与标准生成焓所确定的相对稳定性比较后发现,多数异构体并不遵守最大硬度原理.

关键词 最大硬度原理 原子-键电负性均衡方法 异构体 硬度 稳定性

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分子ABEEM电荷分布的图形表示

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作者 杨忠志 李洋 +1 位作者 宫利东 赵东霞 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期1600-1604,共5页

利用M atlab软件编写程序,将基于密度泛函理论和电负性均衡原理发展的原子-键电负性均衡方法σ-π模型(ABEEMσ-π)计算的电荷分布,特别是键电荷和孤对电子的电荷分布,用图形表现出来,对分子的电荷分布给出直观形象的认识,并以腺嘌呤、... 利用M atlab软件编写程序,将基于密度泛函理论和电负性均衡原理发展的原子-键电负性均衡方法σ-π模型(ABEEMσ-π)计算的电荷分布,特别是键电荷和孤对电子的电荷分布,用图形表现出来,对分子的电荷分布给出直观形象的认识,并以腺嘌呤、腺嘌呤脱氧核苷酸以及丙烯与氯化氢的马氏亲电加成反应为例,进行应用说明. 展开更多

关键词 电荷分布 原子-键电负性均衡方法 图形表示 MATLAB软件

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蚯蚓血红蛋白载氧功能的Fukui函数 被引量：2

9

作者 崔宝秋 赵东霞 杨忠志 《吉林大学学报（理学版）》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期129-133,共5页

采用原子-键电负性均衡方法,计算蚯蚓血红蛋白活性中心原子的电荷分布及Fukui函数.在脱氧蚯蚓血红蛋白活性中心的两个铁离子中,即将结合氧分子的铁离子Fukui函数最大,表明该铁离子具有很高的活性,易与氧结合.在氧合蚯蚓血红蛋白中,结合... 采用原子-键电负性均衡方法,计算蚯蚓血红蛋白活性中心原子的电荷分布及Fukui函数.在脱氧蚯蚓血红蛋白活性中心的两个铁离子中,即将结合氧分子的铁离子Fukui函数最大,表明该铁离子具有很高的活性,易与氧结合.在氧合蚯蚓血红蛋白中,结合氧分子后的铁离子Fukui函数小于结合氧分子中质子化的氧原子Fukui函数,同时该质子化的氧原子具有最大的Fukui函数,表明氧合蚯蚓血红蛋白的活性中心由铁离子转移到质子化的氧原子.应用该方法计算了脱氧蚯蚓血红蛋白活性中心与抑制剂中叠氮、氯等配体结合的Fukui函数.计算结果表明,活性中心铁离子的Fukui函数分别小于与其配位的氮和氯原子的Fukui函数,从而验证了蚯蚓血红蛋白的载氧功能被抑制或减弱. 展开更多

关键词 原子-键电负性均衡方法 蚯蚓血红蛋白 电荷分布 Fukui函数 载氧功能

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环多肽晶体的浮动电荷极化力场模拟 被引量：4

10

作者 张强 张霞 杨忠志 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2006年第10期1243-1247,共5页

利用原子键电负性均衡结合分子力场方法(ABEEM/MM)对五种环多肽晶体进行了研究.与传统力场相比,该方法中的静电势包含了分子内和分子间的静电极化作用,以及分子内电荷转移影响,同时加入了化学键等非原子中心电荷位点,合理地体现了分子... 利用原子键电负性均衡结合分子力场方法(ABEEM/MM)对五种环多肽晶体进行了研究.与传统力场相比,该方法中的静电势包含了分子内和分子间的静电极化作用,以及分子内电荷转移影响,同时加入了化学键等非原子中心电荷位点,合理地体现了分子中的电荷分布.相对其他极化力场模型,具有计算量较小的特点.该模型下计算得到的环多肽分子单元相对实验测得的结构的原子位置、氢键长度和二面角的均方根偏差分别为0.009nm、0.013nm和5.16°,能够很好地重复实验结果.总体上,其结果优于或相当于其他力场模型,适用于对实际蛋白质体系的模拟和研究. 展开更多

关键词 原子键电负性均衡结合分子力场方法(ABEEM/MM) 环多肽 极化力场 浮动电荷模型 氢键

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应用ABEEM模型计算铁(Ⅱ)配合物的电荷分布 被引量：12

11

作者 肖红艳 杨忠志 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2005年第10期1886-1889,共4页

以密度泛函理论和电负性均衡原理为基础,在原子-键电负性均衡模型中,利用最小二乘法,并结合自编程序,拟合确定了氢、碳、氮、硫以及铁(Ⅱ)等各种类型的原子及相关化学键区域的参数.利用上述参数计算了一些铁(Ⅱ)配合物的电荷分布,计算... 以密度泛函理论和电负性均衡原理为基础,在原子-键电负性均衡模型中,利用最小二乘法,并结合自编程序,拟合确定了氢、碳、氮、硫以及铁(Ⅱ)等各种类型的原子及相关化学键区域的参数.利用上述参数计算了一些铁(Ⅱ)配合物的电荷分布,计算结果可以和从头算结果很好地相关联. 展开更多

关键词 原子-键电负性均衡模型 铁(Ⅱ)配合物 电荷分布

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基于MPI+CUDA环境的静电相互作用能并行求解 被引量：1

12

作者 刘青昆 马名威 +1 位作者 杨荣杰 宫利东 《计算机应用与软件》 CSCD 北大核心 2012年第11期35-38,共4页

ABEEMσπ(Atom-Bond Electronegativity EqualizationσπModel)模型中,原串行程序求静电相互作用能的方法非常耗时,致使研究问题的效率降低。针对原程序中多个循环相互嵌套的求解部分,采用带状卷帘存储迭代分配的MPI(Message Passing ... ABEEMσπ(Atom-Bond Electronegativity EqualizationσπModel)模型中,原串行程序求静电相互作用能的方法非常耗时,致使研究问题的效率降低。针对原程序中多个循环相互嵌套的求解部分,采用带状卷帘存储迭代分配的MPI(Message Passing Inter-face)并行化处理;对体系中所有原子、σ键、孤对电子、π键位点之间的静电相互作用能采用多线程CUDA(Computer Unified DeviceArchitecture)并行化处理。传统MPI+CUDA环境中,GPU和CPU之间的数据传输开销大,导致整体性能下降以及各种粒子间计算串行调用CUDA,致使时间浪费。针对上述情况,使用GPU核心的缓存机制解决传输开销大的问题,并利用多CUDA流技术实现多个循环异步进行计算,从而缩短了运行时间。然后选取多个不同类型的大分子体系进行测试,结果表明,利用改进的MPI+CUDA并行模型进行动力学模拟,并行加速比显著提高,大幅度缩减了求解静电相互作用能的时间,并得到与串行一致的结果。 展开更多

关键词 原子-键电负性均衡σπ模型 静电子相互作用能 并行计算 消息传递接口 统一计算设备架构

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基于文件拆分与高斯消去的线性方程组求解 被引量：2

13

作者 邢芳 刘青昆 宫利东 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2011年第3期39-41,共3页

针对集群系统内存不足导致大规模矩阵无法调入的情况,设计并实现一种基于文件拆分与高斯消去的线性方程组求解算法,将大规模系数矩阵文件连续拆分为多个规模可控的子文件进行存储和计算,使服务器空闲内存小且具有较好的计算能力。在ABEE... 针对集群系统内存不足导致大规模矩阵无法调入的情况,设计并实现一种基于文件拆分与高斯消去的线性方程组求解算法,将大规模系数矩阵文件连续拆分为多个规模可控的子文件进行存储和计算,使服务器空闲内存小且具有较好的计算能力。在ABEEMσπ模型中的应用结果表明,当Altix3700服务器任务提交量大、CPU占有率高时,该算法仍可以计算出蛋白质分子的电荷分布。 展开更多

关键词 原子-键电负性均衡模型 并行计算 消息传递接口 高斯消去 矩阵拆分

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从头算和ABEEMσπ/MM对(CH_3OH)_n(n=3～12)和[Na(CH_3OH)_n]^+(n=3～6)体系的研究 被引量：1

14

作者 于泳博 刘翠 宫利东 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期1468-1475,共8页

采用从头算方法(ab initio)和原子-键电负性均衡浮动电荷分子力场方法(ABEEMσπ/MM),对甲醇团簇(CH_3OH)n(n=3~12)和[Na(CH_3OH)_n]^+(n=3~6)体系的结构、电荷分布和结合能进行研究.依据从头算结果构建上述体系的ABEEMσπ/MM浮动电荷... 采用从头算方法(ab initio)和原子-键电负性均衡浮动电荷分子力场方法(ABEEMσπ/MM),对甲醇团簇(CH_3OH)n(n=3~12)和[Na(CH_3OH)_n]^+(n=3~6)体系的结构、电荷分布和结合能进行研究.依据从头算结果构建上述体系的ABEEMσπ/MM浮动电荷势能函数,并确定相关参数.结果表明,ABEEMσπ/MM所获得的结构和结合能等均优于OPLS/AA力场,并与从头算结果相符,其中键长的平均绝对偏差(AAD)小于0.004 nm,键长、键角和结合能的相对均方根偏差(RRMSD)分别小于3.8%,1.7%和6.8%;电荷分布与从头算结果的线性相关系数均大于0.99. 展开更多

关键词 从头算 原子-键电负性均衡浮动电荷分子力场方法 甲醇 钠离子 分子间相互作用

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