透過膜拡散率を計算するための一般化されたランジュバン法

溶質の膜透過係数は、溶解度-拡散モデルを使用して推定できます。このモデルは、溶質が透過膜軸zに沿って移動する際の拡散率プロファイル(D(z))を必要とします。一般化されたランジュバン方程式は、溶質が調和ポテンシャルによってz座標上の一連の位置に制約される単純な分子動力学シミュレーションから位置依存の拡散率を計算するための1つの戦略を提供します。溶質の拡散率は、溶質が経験する摩擦に関連する相関関数から計算されます。RouxとHummerは、それぞれ速度自己相関関数(VACF)と位置自己相関関数(PACF)から拡散係数の表現を導出しました。この研究では、これらの方法をH2OとO2の均一液体中の拡散率を計算することで検証しました。これらの方法は、透過膜拡散率プロファイルを計算するために使用されます。VACF法はサーモスタット力に対して感度が低く、誤差が徐々に低くなりますが、調和制約のばね定数にはより敏感です。脂質二重層を通過する溶質の透過に関して、これらの方法で計算された拡散係数は大きく異なる結果を提供しました。二重層の不均一性による制約された溶質の長寿命の相関は、PACF法を使用する際に虚偽の低い拡散率をもたらす可能性があります。VACFに基づく方法はこの問題を抱えておらず、二重層内の拡散速度が高く予測されます。