Effetto isotopico nel processo di trasferimento di doppio protone di porficene indagato dal metodo QM/MM migliorato

Un metodo QM/MM avanzato supera semplici problemi nella normale simulazione QM/MM. Il metodo Six QM/MM accelera l'assemblaggio selezionato per la regione QM e può catturare le vie di reazione chimica che si traducono nella definizione della coordinata di reazione. Con questo protocollo, abbiamo catturato con successo un percorso di reazione chimica di doppio trasferimento di protoni e un rivelare un effetto di sostituzione del deuterio su un meccanismo di trasferimento di provenienza in acqua.

Il protocollo può essere utilizzato per esplorare l'alogeno o la nostra sostituzione del deuterio nell'identificazione termica nella scoperta di farmaci. Il vantaggio principale del metodo Six QM / MM è che, non ne abbiamo bisogno per definire la coordinata di reazione della salamoia o introdurre un dispositivo per la via di reazione chimica quando esploriamo il meccanismo di reazione. ci permettono di identificare possibili vie di reazione che da reagire.

Il metodo che può essere utilizzato ed esteso a un metodo QM di alto livello e potrebbe diventare uno strumento importante per indagare il meccanismo di reazione per la reazione chimica in soluzione. Per iniziare questa procedura, avviare le impostazioni predefinite impostando runtype come 100, temp0 come 300, templow come 260, temphigh come 1300 e passaggio come 120.000 nel file di input. Quindi, rilasciare il comando appropriato come mostrato qui.

Durante la fase preimpostata, monitorare l'energia di ogni termine per calcolare i valori medi. Usa i comandi grep Linux per estrarre l'energia. Per modificare le energie medie nel file di input md, calcolare le energie medie in base all'output della riga di comando precedente e modificare la linea v-shift nel file di input con le medie appena generate.

Avviare gli offset nel programma QM4D digitando il comando per avviare il passaggio di ottimizzazione. Quindi, collegare la propagazione dell'energia con il programma di tolleranza e assicurarsi che la fluttuazione dell'energia possa coprire le estremità più basse e più alte dell'intervallo di temperatura. Dopo l'ottimizzazione, salvate i valori nk finali del passo di offset in un nuovo file denominato nk.

dat in questo protocollo. Per preparare il file di input md, impostare runtype come uno nel nuovo file di input per avviare il passaggio delle simulazioni di produzione. Specificate il nome del file con il file nk memorizzato come nkfile nk.

dat nel file di input. Il numero di passaggi di tempo è stato fissato come 6.400.000 nei sistemi attuali. Il contatore di simulazione dipende dal sistema, quindi modificare la statistica di simulazione in base alla domanda specifica.

Selezionare un numero corretto di passaggio di tempo da utilizzare per la transizione marginale tra stati diversi per il proprio sistema. Inizializzare la produzione in queste simulazioni, emettendo il comando appropriato per avviare simulazioni MD. Per monitorare il processo di formatura e rottura del legame durante la fase di produzione, utilizzare il comando grep per controllare le variazioni di distanza di H1N1 e H1N2 lungo il tempo di simulazione.

La stessa operazione può essere condotta per H2N3 e H2N4. Quindi, collegare la propagazione della distanza utilizzando il valore di distanza accumulato durante le simulazioni della produzione. Estrarre le coordinate di reazione e i termini energetici dal file di output di produzione generato da QM4D dal comando grep.

Organizzare i dati in quattro colonne e scriverli nel file di dati in ogni intervallo di tempo. Calcola l'energia libera emettendo il comando appropriato. Infine, per proiettare l'energia libera sul paesaggio bidimensionale, digitare il comando appropriato.

L'effetto di sostituzione del deuterio singolo sul doppio processo di trasferimento protonico nel porficene è stato esaminato nel protocollo attuale. L'energia potenziale del sottosistema QM e l'acqua durante le fasi di pre-equilibrio e ottimizzazione sono state controllate per assicurarsi che l'energia della regione QM fosse stata ampliata a una gamma di energia più ampia, senza effettuare l'energia dell'ambiente. I cambiamenti rappresentativi di distanza e angolo, e i cambiamenti di energia libera proiettati sono stati utilizzati per caratterizzare l'effetto di sostituzione del deuterio sulla geometria e sul processo di trasferimento protonico del porficene.

Il metodo Six QM/MM ottiene un assemblaggio migliorato nello spazio energetico. La gamma di concentrazioni specificata dovrebbe conseguire un ampliamento della distribuzione dell'energia. Questo metodo non solo cattura la parte superiore del canale di reazione che hai può trasferire, ma ha anche il potenziale di identificare i prodotti di reazione dagli stati di reazione normali derivanti dal meccanismo di reazione.

Questo protocollo funge da punto di partenza per indagare i meccanismi di reazione chimica in un ambiente condensato. I metodi QM di livello superiore possono essere facilmente combinati con il metodo Six QM /MM per esplorare sistemi più complessi in futuro.