这是一篇介绍分子动力学领域一个小研究点的硕士论文,其中主要涉及分子动力学的基础——分子力场的研究；生物大分子体系的动力学模拟是当前科学研究中一个重要的领域,例如药物分子的筛选,生物体系中各种功能分子的研究,这些都依赖于一种非常精准的描述分子之间相互作用能的半经验力场。所谓力场,也即包含一整套描述粒子间相互作用的数学函数形式,它需要确定数学函数的表达形式同时设定好函数参数；力场是动力学模拟的基础,只有恰当地描述好粒子之间的相互作用关系,动力学过程才能视为有效、准确,基于动力学模拟的数据分析才会是有意义的[1]。经过多年的发展,分子力场在精准度上已经得到很大地提高,但是仍有不足,尤其是在描述静电相互作用的极化问题上[2]。所谓极化,在物理图景上说即是电子云运动状态的改变；半经验的力场采用了固定点电荷的方法来描述体系之间的静电相互作用,然而如果体系环境有很大的改变,这种方法无法有效地描述电子云的改变,产生的模拟结果有时候也有偏差甚至是错误的。在过去的30年里,已经有大量的研究工作集中在如何将极化效应加入现有的力场模型中来[3],到目前为止主要是两类方法,即浮动电荷模型和诱导偶极模型,然而一种高效、流行的极化力场还未出现,因此发展出高效、准确的极化力场这一课题仍亟待完成；尤其是蛋白质的动力学模拟需要占用大量的计算机资源,而考虑极化效应的力场增加了计算量,从而导致计算效率的降低,因此在速度与精准度上取得平衡正是当下极化力场的发展中必然要考虑的因素,我们的研究方向正是朝着这样一个目标。我们发展的EPB模型,也即有效的可极化键模型,原理是通过电荷在极性键上的游走来适应其周围静电环境的变化；因此,应用这种方法构建的蛋白质力场,从广义上来看,是一种基于可浮动电荷模型的极化力场,我们将各种必需氨基酸上的极性键都予以极化,也就是说连接这根极性键的两端原子的电荷都变得可浮动,具体的可浮动性由这根键的一个极化参数决定,所有这些极化参数都可以拟合一些量子化学计算的性质来优化。以EPB模型为原理发展的极化力场用来进行蛋白质动力学模拟,其结果与其它蛋白质力场的动力学模拟结果相比,与实验更为接近。本论文分三部分来展开我的研究工作；第一部分是背景知识,先从整个研究领域讲起,简要介绍这个学科的基础知识框架,接着会延伸到我具体研究的方向,介绍下它的知识背景以及前入研究的成果,特别地会讲述动力学模拟中水模型的相关情况；第二部分开始具体介绍我们发展静电极化模型的方法,以及它在蛋白质力场、蛋白质动力学模拟中的应用,首先介绍这种方法的思想原理和程序化问题,接着是这种方法在蛋白质动力学模拟中的应用,最后会给出这项工作的总结和展望；论文的最后一部分主要介绍将这种新方法应用到水模型中的思路和成果。