Improved Treatment of 1–4 Interactions in Force Fields for Molecular Dynamics Simulations
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Le résumé fourni par la source
Traditional force fields commonly use a combination of bonded torsional terms and empirically scaled nonbonded interactions to capture 1-4 energies and forces of atoms separated by three bonds in a molecule. While this approach can yield accurate torsional energy barriers, it often leads to inaccurate forces and erroneous geometries and creates an interdependence between dihedral terms and nonbonded interactions, complicating parametrization and reducing transferability. In this paper, we demonstrate that 1-4 interactions can be accurately modeled using only bonded coupling terms, eliminating the need for arbitrarily scaled nonbonded interactions altogether. Furthermore, by leveraging the automated parametrization capabilities of the Q-Force toolkit, we efficiently determine the necessary coupling terms without the need for manual adjustment. Our approach is first validated on a range of small molecule systems, encompassing both flexible and rigid structures, and shows a significant improvement in force field accuracy, obtaining subkcal/mol mean absolute error for every molecule tested. We further extend the bonded-only model for 1-4 interactions to Amber ff14sb, CHARMM36, and OPLS-AA force fields to reproduce ab initio gas and implicit solvent ϕ,ψ surfaces of alanine dipeptide.
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Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- Improved Treatment of 1–4 Interactions in Force Fields for Molecular Dynamics Simulations
- Date Crossref
- 06/11/2025
- Éditeur
- American Chemical Society (ACS)
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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University of California System Kenneth S. Pitzer Theory Center and Department of Chemistry pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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University of California pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Heidelberg University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Lawrence Berkeley National Laboratory pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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NOAA Chemical Sciences Laboratory pays non établi dans la noticeOrganisme public
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Bioengineering Center pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Kenneth S. Pitzer Theory Center and Department of Chemistry pays non établi dans la noticeInstitution
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University Heidelberg Physikalisch-Chemisches Institut pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Chemical Sciences Division pays non établi dans la noticeInstitution
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Departments of Bioengineering pays non établi dans la noticeInstitution
Kenneth S. Pitzer Theory Center and Department of Chemistry — University of California System, University of California et Heidelberg University, avec 7 autres affiliations.
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