Empiriskt valensband

Empirical Valence Bond (EVB)-metoden är en approximation som låter dig beräkna reaktionsfria energier i kondenserad fas. Det utvecklades först av Arieh Warshel . Och inspirerades av hur Marcus teori använder potentiella ytor för att beräkna sannolikheten för elektronöverföring.

EVB-kopplingsparameter H ₁₂

Där de flesta metoder för beräkningar av reaktionsfri energi kräver att åtminstone en del av det modellerade systemet behandlas med hjälp av kvantmekanik, använder EVB en kalibrerad Hamiltonian för att approximera den potentiella energiytan för en reaktion. För en enkel 1-stegsreaktion betyder det vanligtvis att en reaktion modelleras med 2 tillstånd. Dessa tillstånd är valensbindningsbeskrivningar av reaktanterna och reaktionsprodukterna. Funktionen som ger markenergin blir då:

$E_{g}={\frac {1}{2}}(H_{11}+ H_{22}-{\sqrt {(H_{11}-H_{22})^{2}+4H_{12}^{2}}})$

Där H ₁₁ och H ₂₂ är valensbindningsbeskrivningarna av reaktanten respektive produkttillståndet. Och H ₁₂ är kopplingsparametern. H _{11 -} och H ₂₂ - potentialerna modelleras vanligtvis med hjälp av kraftfältsbeskrivningar U - _reaktanter och U - _produkter . H ₁₂ är lite knepigare eftersom det måste parametreras med hjälp av en referensreaktion. Denna referensreaktion kan vara experimentell, typiskt från en reaktion i vatten eller andra lösningsmedel. Alternativt kan kvantkemiska beräkningar användas för kalibrering.

Gratis energiberäkningar

För att få fria energier från den skapade marktillståndsenergipotentialen behöver man utföra provtagning. Detta kan göras med hjälp av provtagningsmetoder som molekylär dynamik eller Monte Carlo -simuleringar vid olika tillstånd längs reaktionskoordinaterna. Vanligtvis görs detta med en fri energistörning / paraplyprovtagningsmetod .

Ansökan

EVB har framgångsrikt använts för att beräkna reaktionsfria energier hos enzymer. På senare tid har det setts på som ett verktyg för att studera enzymutveckling och för att hjälpa till med enzymdesign.

programvara

Molaris
F

Se även

Elektronekvivalent

^ Warshel, Arieh; Weiss, Robert M. (september 1980). "En empirisk valensbindningsmetod för att jämföra reaktioner i lösningar och i enzymer". Journal of the American Chemical Society . 102 (20): 6218–6226. doi : 10.1021/ja00540a008 . ISSN 0002-7863 .
^ ^a ^b Warshel, Arieh. (1991). Datormodellering av kemiska reaktioner i enzymer och lösningar . New York: Wiley. ISBN 0-471-53395-5 . OCLC 23016681 .
^ Åqvist, Johan; Isaksen, Geir Villy; Brandsdal, Bjørn Olav (juli 2017). "Beräkning av enzymköldanpassning" . Naturrecensioner Kemi . 1 (7): 0051. doi : 10.1038/s41570-017-0051 . ISSN 2397-3358 .
^ Frushicheva, Maria P; Mills, Matthew JL; Schopf, Patrick; Singh, Manoj K; Prasad, Ram B; Warshel, Arieh (augusti 2014). "Datorstödd enzymdesign och katalytiska koncept" . Aktuell åsikt i kemisk biologi . 21 : 56–62. doi : 10.1016/j.cbpa.2014.03.022 . PMC 4149935 . PMID 24814389 .

[1] Warshel, Arieh; Weiss, Robert M. (september 1980). "En empirisk valensbindningsmetod för att jämföra reaktioner i lösningar och i enzymer". Journal of the American Chemical Society . 102 (20): 6218–6226. doi : 10.1021/ja00540a008 . ISSN 0002-7863 .

[:0-2] Warshel, Arieh. (1991). Datormodellering av kemiska reaktioner i enzymer och lösningar . New York: Wiley. ISBN 0-471-53395-5 . OCLC 23016681 .

[3] Åqvist, Johan; Isaksen, Geir Villy; Brandsdal, Bjørn Olav (juli 2017). "Beräkning av enzymköldanpassning" . Naturrecensioner Kemi . 1 (7): 0051. doi : 10.1038/s41570-017-0051 . ISSN 2397-3358 .

[4] Frushicheva, Maria P; Mills, Matthew JL; Schopf, Patrick; Singh, Manoj K; Prasad, Ram B; Warshel, Arieh (augusti 2014). "Datorstödd enzymdesign och katalytiska koncept" . Aktuell åsikt i kemisk biologi . 21 : 56–62. doi : 10.1016/j.cbpa.2014.03.022 . PMC 4149935 . PMID 24814389 .