Divide-and-Conquer Hartree-Fock Calculations on Proteins.
Divide-and-Conquer Hartree-Fock Calculations on Proteins.
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DOI：
10.1021/ct9006635
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发表时间：
2010-01-07
影响因子：
5.5
通讯作者：
Merz, Kenneth M., Jr.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
He, Xiao;Merz, Kenneth M., Jr.
在理论化学的中心目标之一是能够进行从头开始的电子结构计算，该计算与系统大小成线性关系。在本研究中，对分治（DC）算法的实现进行了重新审视，该算法有可能帮助在Hartree-Fock （HF）理论中实现真正的线性缩放。标准HF计算解决了整个系统的roothan - hall方程；在DC-HF方法中，Fock矩阵的对角化是在较小的子系统上进行的。本研究在聚甘氨酸、聚丙氨酸和11种实际三维蛋白（608个原子）上验证了用于HF计算的DC算法。我们还发现，使用共轭帽分子分步（MFCC）方法的基于片段的初始猜测显着减少了SCF循环的次数，甚至能够实现一些球状蛋白的收敛，而简单的原子密度叠加（SAD）初始猜测失败。
The ability to perform ab initio electronic structure calculations that scales linearly with the system size is one of the central aims in theoretical chemistry. In this study, the implementation of the divide-and-conquer (DC) algorithm, an algorithm with the potential to aid the achievement of true linear scaling within Hartree-Fock (HF) theory is revisited. Standard HF calculations solve the Roothaan-Hall equations for the whole system; in the DC-HF approach, the diagonalization of the Fock matrix is carried out on smaller subsystems. The DC algorithm for HF calculations was validated on polyglycines, polyalanines and eleven real three-dimensional proteins of up to 608 atoms in this work. We also found that a fragment-based initial guess using molecular fractionation with conjugated caps (MFCC) method significantly reduces the number of SCF cycles and even is capable of achieving convergence for some globular proteins where the simple superposition of atomic densities (SAD) initial guess fails.
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