A Simple Method for Including Polarization Effects in Solvation Free Energy Calculations When Using Fixed-Charge Force Fields: Alchemically Polarized Charges
Notice bibliographique
Résumé
Abstract The incorporation of polarizability in classical force-field molecular simulations is an ongoing area of research. We focus here on its application to hydration free energy simulations of organic molecules. In contrast to computationally complex approaches involving the development of explicitly polarizable force fields, we present herein a simple methodology for incorporating polarization into such simulations using standard fixed-charge force fields, which we call the alchemically polarized charges (APolQ) method. APolQ employs a standard classical alchemical free energy change simulation to calculate the free energy difference between a fully polarized solute particle in a condensed phase and its unpolarized state in a vacuum. APolQ can in principle be applied to any microscopically homogeneous system (e.g., pure or mixed solvents). We applied APolQ to hydration free energy data for a test set of 45 neutral solute molecules in the FreeSolv database and compared results obtained using three different water models (SPC/E, TIP3P, and OPC3) and using minimal basis iterative Stockholder (MBIS) and restrained electrostatic potential (RESP) partial charge methodologies. In comparison with AM1-BCC, we found that APolQ outperforms it for the test set. Despite our method using default GAFF parameters, the MBIS partial charges yield absolute average deviations 1.5–1.9 kJ mol–1 lower than using AM1 bond charge correction (AM1-BCC). We conjecture that this method can be further improved by fitting the Lennard-Jones and torsional parameters to partial charges derived using MBIS or RESP methodologies.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,008 | 0,002 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».