刘裕峰，龚海鹏

（清华大学生命学院，北京，10084）

引言

在常规的模拟中，除了溶质外，还存在着相当数量的溶剂分子。大多数情况下，实验的研究对象并非是这些大量存在的溶剂分子，然而这些分子的存在却消耗了大部分的计算资源[1]。在这种情况下，隐式溶剂模型就是试图避免尴尬的一种常用方法。隐式溶剂模型是指采用简化的连续模型来模拟复杂系统中的溶剂效应。由于在隐式溶剂模型中系统的原子数大为减少，因此能够极大地提高模拟效率。从原则上来说，只要能够正确地描述溶剂的物理特性，隐式溶剂模拟也可以达到与显式溶剂模拟相同的准确度[2]。正因如此，隐式溶剂模型在包括分子动力学模拟、分子对接、自由能计算和结构预测等蛋白质的结构和功能研究中得到了广泛应用[3～6]。尽管如此，隐式溶剂模型在模拟核酸（特别是RNA）时，却遇到了很大的困难。当模拟时间较长或模拟体系较大时，体系容易出现不稳定，目标分子扭曲变形也比较严重。

为了解决上述问题，我们在之前的研究中提出了一个基于朗之万-德拜模型和泊松-玻尔兹曼方程的新模型（LD-PB模型）。在该模型中，除了包含了能够较好地描述静电屏蔽效应的泊松-玻尔兹曼方程外，我们还引入了朗之万-德拜模型，因而也能够更好地描述溶液系统中的静电饱和效应[7]。通过比较多个不同大小的RNA系统（A-型RNA双螺旋、28S rRNA和tRNA）在我们的模型、常用的GB模型和经典的显式溶剂模型中的模拟结果，验证了我们提出的LD-PB模型能比其他常用模型更好地描述RNA的平衡模拟。……