बल क्षेत्र और आणविक यांत्रिकी

एक बल क्षेत्र आणविक संभावित ऊर्जा के लिए एक पैरामीटराइज़्ड अभिव्यक्ति है जो आणविक यांत्रिकी को क्वांटम गणना के बिना बहुत बड़ी प्रणालियों की संरचनाओं और ऊर्जाओं की गणना करने की सुविधा देता है।

Definition

एक अनुभवजन्य संभावित-ऊर्जा फलन, अपने मापदंडों के साथ, जो शास्त्रीय यांत्रिकी का उपयोग करके परमाणु निर्देशांक के एक फलन के रूप में एक आणविक प्रणाली की ऊर्जा का अनुमान लगाता है।

Scope

शास्त्रीय बल क्षेत्रों के कार्यात्मक रूप, बंधों, कोणों और मरोड़ों के लिए बंधित पद, गैर-बंधित इलेक्ट्रोस्टैटिक और वैन डेर वाल्स पद, परमाणु टाइपिंग और पैरामीटराइज़ेशन रणनीतियाँ, और प्रमुख बायोमोलेक्यूलर बल-क्षेत्र परिवारों को शामिल करता है। ध्रुवीकरण योग्य और प्रतिक्रियाशील बल क्षेत्रों और निश्चित मापदंडों की अंतर्निहित हस्तांतरणीयता सीमाओं को भी संबोधित करता है।

Core questions

• बल क्षेत्र के पद किन भौतिक अंतःक्रियाओं का प्रतिनिधित्व करते हैं?
• बल-क्षेत्र मापदंडों को कैसे प्राप्त किया जाता है और वे कितने हस्तांतरणीय हैं?
• प्रमुख बायोमोलेक्यूलर बल क्षेत्र दर्शन और लक्ष्य प्रणालियों में कैसे भिन्न होते हैं?
• निश्चित, गैर-प्रतिक्रियाशील बल क्षेत्र क्या वर्णन नहीं कर सकते हैं?

Key theories

योगात्मक संभावित-ऊर्जा अपघटन

कुल ऊर्जा को स्वतंत्र बंधित और गैर-बंधित योगदानों के योग के रूप में लिखा जाता है, एक सन्निकटन जो मूल्यांकन को तेज़ और पैरामीटराइज़ेशन को मॉड्यूलर बनाता है।

अनुभवजन्य पैरामीटराइज़ेशन

बल-क्षेत्र मापदंडों को प्रतिनिधि यौगिकों के लिए प्रायोगिक डेटा और क्वांटम-रासायनिक गणनाओं को पुन: उत्पन्न करने के लिए फिट किया जाता है, इस धारणा के साथ कि मापदंड समान रासायनिक वातावरण में स्थानांतरित होते हैं।

Clinical relevance

बल क्षेत्र सभी शास्त्रीय बायोमोलेक्यूलर और सामग्री सिमुलेशन का आधार हैं; उनकी गुणवत्ता आणविक गतिशीलता और दवा और सामग्री डिजाइन में उपयोग की जाने वाली मुक्त-ऊर्जा भविष्यवाणियों की यथार्थता पर एक ऊपरी सीमा निर्धारित करती है।

History

ऑलिंगर के MM2/MM3 बल क्षेत्रों से कार्बनिक अणुओं के लिए, यह क्षेत्र 1980 और 1990 के दशक में AMBER, CHARMM, OPLS, और GROMOS जैसे बायोमोलेक्यूलर बल क्षेत्रों में विस्तारित हुआ, जिसमें ध्रुवीकरण योग्य और मशीन-लर्न किए गए विभवों का निरंतर विकास जारी है।

Key figures

• Peter Kollman
• Alexander MacKerell
• William Jorgensen
• Norman Allinger

Seminal works

• cornell1995
• mackerell1998

Frequently asked questions

एक बल क्षेत्र रासायनिक प्रतिक्रियाओं का वर्णन क्यों नहीं कर सकता है?

मानक बल क्षेत्र बंधों को निश्चित स्प्रिंग्स के रूप में रखते हैं और उन्हें तोड़ या बना नहीं सकते हैं; प्रतिक्रियाओं का वर्णन करने के लिए प्रतिक्रियाशील बल क्षेत्रों या प्रतिक्रियाशील क्षेत्र के क्वांटम उपचार की आवश्यकता होती है।

क्या सभी बल क्षेत्र विनिमेय हैं?

नहीं; विभिन्न परिवारों को विभिन्न प्रणालियों के लिए और विभिन्न परंपराओं के साथ पैरामीटराइज़ किया जाता है, इसलिए परिणाम भिन्न हो सकते हैं, और बल क्षेत्रों में मापदंडों को मिलाना सामान्यतः अमान्य है।