Large-scale DFT calculations in implicit solvent-A case study on the T4 lysozyme L99A/M102Q protein

Jacek Dziedzic; Stephen Fox; Thomas Fox; Christofer Tautermann; Chris-Kriton Skylaris

doi:10.1002/qua.24075

Large-scale DFT calculations in implicit solvent-A case study on the T4 lysozyme L99A/M102Q protein

Abstract

W ostatnich latach zaproponowano szereg modeli typu implicit solvent, ktore bazują na bezpośrednim rozwiązaniu niejednorodnego równania Poissona w przestrzeni rzeczywistej. Modele te charakteryzują się elegancją, ponieważ wnęka, w której umieszczona jest molekuła substancji rozpuszczanej zdefiniowana jest bezpośrednio w funkcji gęstości elektronowej, a rozkład ładunku jest w sposób samouzgodniony polaryzowany dzięki reakcji dielektryka, który ją otacza.Mimo to, implementacja tego rodzaju modeli jest skomplikowana technicznie i wymaga ostrożności. Również użytkownicy modeli muszą wykazać ostrożność, a to z uwagi na szereg parametrów numerycznych, które muszą zostać odpowiednio dobrane, aby osiągnąć dokładne i fizycznie sensowne wyniki.W niniejszej pracy opisano w których częściach modelu biorą udział odpowiednie parametry oraz w szczegółach zbadano ich wpływ na przebieg obliczeń. Wykorzystano model zaimplementowany w programie ONETEP, realizującym liniowo-skalujące się obliczenia metodą funkcjonału gęstości (DFT). Dzięki temu, że program ONETEP umożliwia prowadzenie obliczeń dla tysięcy atomów, za badany układ przyjęto kompleks 2602-atomowego lizozymu T4 L99/M1012Q. Zbadano wpływ parametrów na energie solwatacji i wiązania, które są istotnymi wielkościami w obliczeniowej optymalizacji potencjalnych leków. Zaproponowano optymalne wartości wspomnianych parametrów, których należałoby użyć w rutynowych obliczeniach.

Citations

3 4

CrossRef
0

Web of Science
3 4

Scopus

Authors (5)

Cite as

Full text

full text is not available in portal

full content of the article see on external site open in new tab

Keywords

Details

Category:: Articles
Type:: artykuł w czasopiśmie wyróżnionym w JCR
Published in:: INTERNATIONAL JOURNAL OF QUANTUM CHEMISTRY no. 113, pages 771 - 785,
ISSN: 0020-7608
Language:: English
Publication year:: 2013
Bibliographic description:: Dziedzic J., Fox S., Fox T., Tautermann C., Skylaris C.: Large-scale DFT calculations in implicit solvent-A case study on the T4 lysozyme L99A/M102Q protein// INTERNATIONAL JOURNAL OF QUANTUM CHEMISTRY. -Vol. 113, nr. iss. 16 (2013), s.771-785
DOI:: Digital Object Identifier (open in new tab) 10.1002/qua.24075
Verified by:: Gdańsk University of Technology