Equation 5.1. 基于Figure 5.1, “ 结合自由能循环 ”的结合自由能方程。
以下章节将对怎样计算方程中的各项进行详细说明。 5.1. 溶剂化能对结合的贡献
如果仅关注计算溶剂化对结合的贡献(图 Figure 5.1, “ 结合自由能循环 ”中第4步和第2步)，我们只需按照Chapter 4, 怎样计算溶剂化能? 的说明计算复合和分离的组分。那么，溶剂化能对结合的贡献由以下方程给出 ：Equation 5.2, “溶剂化对结合自由能的贡献 。 Equation 5.2. 在由“mol 1”和“mol2”组成的双组分复合物中，溶剂化对结合自由能的贡献。编号参见图 Figure 5.1, 结合自由能循环”。
溶剂化的贡献可以分成极性和非极性两部分，正如Chapter 4, 怎样计算溶剂化能?中提到的。 5.2. 包含库仑力的贡献
为得到完整的结合自由能循环(见 Figure 5.1, “ 结合自由能循环 ”)， 我们需要在溶剂化能变的基础上增加分子间的库仑力贡献以得到静电/溶剂化对结合自由能的全部贡献。特别地，我们对结合过程中库仑静电势能的变化很感兴趣，它由以下方程给出： Equation 5.3, “ 库仑力对结合自由能的贡献”。
Equation 5.3. 在由“mol 1”和“mol2”组成的双组分复合物中，库仑力对结合自由能的贡献。编号见 Equation 5.1, “ 结合自由能方程” 。
方程Equation 5.3, “ 库仑力对结合自由能的贡献” 中每个ΔGcoul 的值是在统一介电常数下分子（或复合物）中所有原子两两之间库仑作用的总合。为了能将这些库仑贡献与上面提到的溶剂化能相结合，必须保证在计算库仑贡献时使用了一致的介电常数 。特别地，库仑作用计算时使用的一致介电常数必须以溶剂化能计算时的状态作为参考态。比如，如果溶剂化能计算的是蛋白质由统一介电常数为εin 的介质转移到内部介电常数是εin 、外部介电常数是εout 的介质，库仑力能必须在介电常数为εin.下计算。APBS 附件 tools/manip/coulomb就是用来进行这些单分子库仑力能计算的 。有PQR文件作为输入文件，tools/manip/coulomb 程
序将在真空电介质（比如，统一介电常数为1）下计算库仑力能。如果参考介电常数是εin，那么所有tools/manip/coulomb返回的能量需要除以εin。
在使用恰当的介电常数εin 来计算库仑结合能的情况下，静电/溶剂化总自由能可通过以下方程算得Equation 5.4, “ 结合自由能 ”、 Equation 5.1, “ 结合自由能方程”， Equation 5.2, “ 溶剂化对结合自由能的贡献”, 和Equation 5.3, “ 库仑力对结合自由能的贡献” ： Equation 5.4. 结合自由能
5.3.不行！配体没有设置参数 ！
PDB2PQR 现在已经能为配体设置参数了（1.2.0版），这要感谢Jens Nielsen小组的协作。详细信息请参见PDB2PQR homepage。 5.4. 一个配体结合的例子
警告
正在创建
Chapter 6. 怎样计算溶剂化力?
APBS提供对极性和非极性溶剂化过程中力的计算 ，步骤与Chapter 4, 怎样计算溶剂化能?一样。一般地，力可通过修改溶剂化能计算时使用的输入文件获得，添加calcforce total可获得溶质分子整体受力而添加calcforce comps可获得每个原子受力的详细信息。需要注意的是，正如计算溶剂化能，“自身作用”项必须移除(cf. Example 4.2, “玻恩输入文件示例” 为例)。
Chapter 7. 怎样计算pKa? 目录
7.1. 概况 7.2.介绍
7.3. 应用于溶菌酶
重要信息
本教程由Dave Sept提供，Dave Sept是一个生物分子模拟实验室的成员之一。 注意
本教程包括测定生物分子pKa 值的Poisson-Boltzmann 方法。其余确定pKa和滴定状态的方法在PDB2PQR examples中给出。
7.1. 概况
为什么计算pKa? 虽然用来展示连续静电概念不是pKa 计算的常规应用，但它具有重要的科研和教学价值。从科研的观点来看，pKa 值是生物分子（特别是酶）功能的重要决定因素，并且它可以用来评定功能活动和确定活性位点。从教学的角度来看，pKa 计算需要所有重要的连续静电学概念，因此可联系到溶剂化和结合能。
注意
本教程包括测定生物分子pKa 值的Poisson-Boltzmann 方法。其余测定pKa 和滴定状态 的方法在PDB2PQR examples中给出。如果将用这些方法得到的结果与 PDB2PQR结果作比较，将会发现更多乐趣。
7.2. 介绍
下面是对生物分子pKa和滴定状态相关概念的简洁介绍。更多的信息可参阅大多数的生物化学和生物物理教科书或一些关于pKa 的原始文献[6]。 回顾可知，酸解离常数Ka 描述了酸解离成其组分的过程：
采用活度的方式
在 “理想状态”下 [7] ，活度可以被浓度代替
你应仍能记得化学平衡常数可由以下方程与自由能联系在一起
然而，化学家发现用以10为基数的对数比用自然对数来衡量pH 更简单，因此，pKa 被定义为：
7.2.1.氨基酸模型 pKa 值
在许多计算中，基于模型值来赋予氨基酸侧链的pKa 值，以此
来模拟溶剂中的单氨基酸。许多模型 pKa 值在下表中列出： Table 7.1, “常见可滴定基团的模型氨基酸 pKa 值; 数据来自 Nielsen et al (见 注脚) ”。
Table 7.1. Table 7.1, “常见可滴定基团的模型氨基酸 pKa 值; 数据来自 Nielsen et al (见注脚) 氨基酸 Arginine 模型 pKa 13.0 Aspartic acid 4.0 Cysteine C-terminus 8.7 3.8 Glutamic acid 4.4 Histidine Lysine N-terminus Tyrosine
在下面的章节中我们将看到，这些模型值为计算蛋白质pKa 值提供了基础。 7.2.2. 蛋白质pKa 值
上面章节提到的模型pKa 值的用是将所有质子化的化学复杂性(成键和断键)转移到模型值中。特别地，蛋白质pKa 值是以模型化合物的摄动来计算的，正如下面的自由能循环 蛋白质环境中氨基酸的 pKa 由下面的自由能循环给出:
6.3 10.4 8.0 9.6
在下式中，我们对于从已知的模型ΔaGHA,model 值得到未知的ΔaGHA ，以及未知的ΔxferGHA 、 ΔxferGA- 是十分关注的： Equation 7.1. 酸解离自由能
一般地，ΔxferGHA 和 ΔxferGA- 的值由计算模拟获得。按照一定的方案，几乎每一个自由能计算方法都可用来获取这些能量。在这个方案中，带电的和不带电的氨基酸的溶剂化（去溶剂化）能是按照下面来计算的： Figure 7.1. pKa 摄动自由能原理图
