生物分子體系的復雜之處在于它在自身空間尺寸和行駛功能的時間尺度上同時跨越多個數量級，無法用單一時空尺度模型來精確描述，為了研究不同尺度的實驗對象和現象，必須建立和使用多精度理論模型。隨著各種結構生物學實驗技術和手段的不斷發展與完善，越來越多的復雜生物分子的結構被解析出來，使得對于復雜生物現象的微觀機理研究獲得了前所未有的原子分辨信息。但是，目前生物分子模擬研究的模型方法大多數還是局限于傳統的、基于固定點電荷的全原子模型，在精度上還與量子力學有一定差距；另一方面，在描述超大型生物分子體系的時候計算速度非常緩慢，達不到微秒甚至更長時間尺度模擬的要求。新的高精度分子模型的提出以及計算機硬件的飛速發展為高精度高效率理論研究生物大分子結構與功能性之間的關系提供了強有力的支撐。

　　為了研究和回答超大型蛋白質分子機器工作的微觀分子機理，由于計算機速度的限制，以往的粗?；肿幽Ｐ投甲非笥嬎闼俣榷雎粤擞嬎憔?，使得計算結果過于粗糙，物理意義不明確導致無法正確還原成全原子模型，這樣的粗?；Ｐ蛯τ诖蟪叨鹊淖越M裝有一定的用途，但是在描述分子功能的微觀機理方面卻無能為力。中國科學院大連化學物理研究所李國輝研究組自2009年以來，率先在國際上提出了速度與精度均衡發展的新型粗?；肿幽Ｐ停℅BEMP），針對有機分子溶劑、氨基酸分子、完整蛋白質、細胞膜磷脂等一系列生物分子相關體系，進行了系統理論研究和GBEMP模型搭建及驗證工作，在國際理論計算化學核心期刊上發表了一系列研究論文。近日，該研究組關于堿基分子以及完整核酸新型粗?；Ｐ偷慕⒑万炞C工作發表在理論計算化學影響因子最高雜志J. Chem. Theory Comp.上，并被選為3月刊的封面。

　　針對一些中等復雜的生物分子及其實驗現象，分子之間相互作用描述的精度非常關鍵，全原子可極化分子力場是最近發展起來，并在國際上引起廣泛關注的高精度分子模型，以多極距描述固有靜電特性和誘導偶極描述可極化效應的AMOEBA分子力場為代表。但是在傳統計算機硬件下基于這個可極化力場的分子動力學模擬計算速度非常緩慢，而且無法針對復雜生物學現象進行增強型采樣模擬，造成了這個高精度力場沒有得到廣泛實際應用。李國輝等近日在最新GPU硬件下實現了這種可極化力場分子動力學模擬程序的高效運行，并且與完整的增強型采樣技術相結合，使得這個高精度分子力場的動力學模擬計算速度提高了5至10倍。研究成果以部分封面形式發表在理論計算核心雜志J.Comp.Chem.上。