一、定義與原理基礎

分子動力學（MD）模擬是綜合分子模擬法，融合多學科知識。其核心依牛頓力學模擬分子體系運動，把分子當作遵循牛頓第二定律的粒子，經(jīng)分子間作用力計算得加速度，進而獲運動軌跡，像雙原子分子體系，依據(jù)原子間化學鍵力與范德華力等，用牛頓力學方程可模擬其振動、轉動和平動等形式。

分子動力學模擬在分子體系不同狀態(tài)構成的系綜中抽樣，以計算體系熱力學量等宏觀性質。系綜即具相同宏觀條件（如溫、壓、體積等）但微觀狀態(tài)不同的體系集合，借此抽樣可得體系平均性質，如內能、焓、熵等，從而關聯(lián)微觀分子運動與宏觀物理化學性質。

引入量子力學方法后，分子動力學研究領域可拓展至反應機理研究。因部分化學反應，尤其涉及化學鍵斷裂與形成時，量子力學效應關鍵。如酶催化反應中，底物與酶活性位點間電子轉移與化學鍵變化，用量子力學 - 分子動力學（QM/MD）聯(lián)合法可更精準模擬。

二、在研究中的優(yōu)勢

計算機模擬實驗方法，研究凝聚態(tài)系統(tǒng)有力工具，是理論計算與實驗方法的有力補充。

三、應用領域廣泛

應用于物理、化學、材料科學、生物醫(yī)藥等多領域。

四、常用計算軟件

 MS、LAMMPS、Gromacs、CP2K、DS等。

五、計算內容詳情

蛋白三維模型搭建：同源建模、從頭建模。

分子對接：蛋白質 - 小分子、核酸 - 小分子、小分子 - 小分子、蛋白 - 蛋白、蛋白 - 多肽、蛋白 - 核酸。

生物三維結構分析：蛋白在不同環(huán)境因素下的三維結構變化。

動力學研究：生物體系的弱相互作用分析、受體 - 配體組裝過程、結合自由能分析、材料體系的高分子構象預測、材料與溶液界面性質、粗?；M。

動力學后數(shù)據(jù)分析：回旋半徑（RMSF）、徑向分布函數(shù)（RDF）、擴散系數(shù)、RMSD、各種能量分析、氫鍵數(shù)量分析、親疏水性分析。

藥物相關模擬：藥物衍生物庫設計、虛擬篩選、成藥性預測、毒性分析、QSAR 預測模型構建。