Détermination par dynamique moléculaire d'énergies libres d'hydration en
fonction du modèle de charges
Elise Dumont
Laboratoire de Chimie Théorique, Paris VI et
University of San Francisco, California, USA
Jeudi, 7 septembre 2006, 11 heures,
salle 1, Bâtiment St.Raphael,
3 rue Galilée, 94200 Ivry-sur-Seine
L'extraction des charges atomiques pour de petites molécules dans les champs
de force moléculaire est d'une importance capitale pour le calcul des énergies
libres d'association ligand-protéine, puisque de petites variations de ces
charges ponctuelles peuvent avoir un effet fort sur les affinités calculées.
Etant donné une molécule et son potentiel électrostatique, le chimiste
théoricien dispose de nombreuses méthodes pour extraire des charges partielles
dont le choix de la méthode elle-même (Chelp, MK, RESP...) et le niveau de
calcul associé.
Nous avons déterminé de manière systématique les énergies libres d'hydratation
de 44 molécules non chargées, et ce en utilisant plusieurs jeux de charges
atomiques (deux semi-empiriques et huit ab initio), et deux modèles explicites
de l'eau (TIP3P and TIP4P-Ew). Nous trouvons que les meilleures charges ab
initio donnent une erreur RMS d'environ 1 kcal/mol, et que l'accord avec les
valeurs expérimentales ne s'améliore pas régulièrement lorsqu'on augmente le
niveau de calcul ab initio.
Les charges semi-empiriques AM1-BCC donnent d'ailleurs des résultats
sensiblement comparables aux meilleures charges ab initio, tandis que
l'emploi d'un solvant implicite conduit à des résultats proches de ceux
obtenus avec un modèle explicite.
Cette étude met notamment en évidence certaines lacunes des charges
semi-empiriques, ouvrant des perspectives d'améliorations.