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GAFF/IPolQ-Mod+LJ-Fit: Optimized force field parameters for solvation free energy predictions

GAFF/IPolQ-Mod+LJ-Fit: Optimized force field parameters for solvation free energy predictions

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Bildnachweis: Andreas Mecklenfeld & Gabriele Raabe/ alle Rechte bei der TU Braunschweig Andreas Mecklenfeld & Gabriele Raabe

Molekulare Simulationen können das rationale Wirkstoffdesign unterstützen, da mit ihnen freie Solvatisierungsenthalpien und somit relative Löslichkeiten ermittelt werden können. Klassische molekulare Modelle (Force Fields) wurden jedoch nicht primär zur Beschreibung von freien Solvatisierungsenthalpien entwickelt, und können wichtige Polarisationseffekte nicht beschreiben. Daher wurde mit GAFF/IPolQ-Mod+LJ-Fit ein neues Modell basierend auf dem General Amber Force Field (GAFF) entwickelt, dass Polarisationseffekte mit dem IPolQ-Mod-Ansatz implizit abbildet. Neue Modellparameter zur Beschreibung von Lennard-Jones Wechselwirkungen wurden an 357 freie Solvatisierungsenthalpien und 384 Reinstoffdichten angefittet. Für die Validierung wurden unter anderem 237 relative Löslichkeiten von komplexen Wirkstoffmolekülen und 100 Dichten binärer Gemische berücksichtigt. Im Vergleich zum Standard GAFF Modell als Referenz können die RMSD-Abweichungen mit dem neuen Modell um 63, % beziehungsweise um 36 % reduziert werden, sodass deutlich genauere Vorhersagen von thermophysikalischen Stoffeigenschaften möglich sind.

Originalpublikation

Mecklenfeld, A. and Raabe, G. GAFF/IPolQ-Mod+LJ-Fit: Optimized force field parameters for solvation free energy predictions. ADMET & DMPK 8 (3) (2020) 274-296; doi: http://dx.doi.org/10.5599/admet.837

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