On the use of a spectroscopic force field in molecular dynamics simulations

Cresimm, université des sciences et technologies de Lille, 59655 Villeneuve d’Ascq cedex , France.

Abstract

It has been shown that cross-terms in the empirical molecular force field are required in order to correctly reproduce the experimental vibrational frequencies and hence lend confidence in Molecular Dynamics simulations. The 1-3 non bonded interaction for bond angles (the Urey-Bradley term) is added and the redundancy problem arising from the introduction of this new internal coordinate is solved. As a result, cross-terms between bond stretching and bond angle bending coordinates are rationally introduced that give the «spectroscopic« quality to the force field. Applications to Molecular Dynamics simulations of a biomembrane model are described.

Résumé

Pour reproduire les spectres vibrationnels, il est indispensable d’inclure des termes croisés dans la fonction énergie potentielle, ce qui permet d’augmenter sensiblement la confiance dans les résultats des simulations de Dynamique Moléculaire. L’introduction du terme Urey-Bradley et la résolution de la redondance induite par la nouvelle coordonnée interne conduit à l’introduction rationnelle des termes d’interaction entre coordonnées d’élongation et de déformation angulaire. L’influence du champ de forces « spectroscopique « ainsi obtenu sur les simulations de Dynamique Moléculaire d’un modèle de biomembrane est examinée.