Modelarea moleculară
Modelarea moleculară include toate metodele teoretice și tehnicile de calcul utilizate pentru a reprezenta sau simula comportamentul moleculelor . [1] Tehnicile sunt utilizate în domeniile chimiei computaționale, biologiei computaționale și științei materialelor pentru studiul sistemelor moleculare de la sisteme chimice mici la molecule biologice mari și ansambluri moleculare. Calculele efectuate cu ajutorul computerului permit aplicarea modelării moleculare chiar și la sisteme relativ complexe.
Caracteristica comună a tehnicilor de modelare moleculară este nivelul atomistic de descriere a sistemelor moleculare; cel mai mic nivel de informații îl reprezintă atomii individuali (sau un grup mic de atomi). Acest lucru este în contrast cu calculul structurii electronice tipic chimiei cuantice , unde electronii sunt considerați în mod explicit. Avantajul modelării moleculare este acela că reduce complexitatea sistemului, permițând mult mai mulți atomi să fie luați în considerare în timpul simulărilor .
Mecanica moleculară
Mecanica moleculară este un aspect al modelării moleculare, deoarece se referă la utilizarea mecanicii clasice pentru a descrie baza fizică a modelelor. Modelele moleculare descriu de obicei atomii (nuclei și electroni în mod colectiv) ca sarcini punctuale cu o masă asociată. Interacțiunile dintre atomii vecini sunt descrise prin legături chimice (interacțiuni considerate similare cu cele ale unui arc) și forțele van der Waals .
Dinamica moleculară
O simulare a dinamicii moleculare descrie comportamentul unui sistem în funcție de timp. Aceasta implică nevoia de a rezolva legile de mișcare ale lui Newton, în principal a doua lege. Integrarea legilor mișcării lui Newton, utilizând diferiți algoritmi de integrare, permite determinarea traiectoriei în spațiu și timp.
Variabile
Moleculele pot fi modelate fie în vid, fie în prezența unui solvent, cum ar fi apa . Simulările sistemului de vid se referă la simulări de fază gazoasă , în timp ce cele care includ prezența moleculelor de solvent se referă la simulări de solvent explicite . Într-un alt tip de simulare, efectul solventului este estimat folosind o expresie matematică empirică; aceste simulări sunt cunoscute sub numele de solvatare implicită .
Aplicații
Metodele de modelare moleculară sunt utilizate în mod obișnuit pentru a investiga structura, dinamica și termodinamica sistemelor anorganice, biologice și polimerice. Tipurile de activitate biologică studiate utilizând modelarea moleculară includ plierea proteinelor , cataliza enzimatică , stabilitatea proteinelor , modificările conformaționale asociate funcției biomoleculare și recunoașterea moleculară a proteinelor, ADN-ului și a complexelor de membrană .
Notă
Bibliografie
- MP Allen, DJ Tildesley, Simulare computerizată a lichidelor , 1989, Oxford University Press, ISBN 0-19-855645-4 .
- AR Leach, Modelare moleculară: Principii și aplicații , 2001, ISBN 0-582-38210-6
- D. Frenkel, B. Smit, Înțelegerea simulării moleculare: de la algoritmi la aplicații , 1996, ISBN 0-12-267370-0
- DC Rapaport, The Art of Molecular Dynamics Simulation , 2004, ISBN 0-521-82568-7
- RJ Sadus, Simulare moleculară a fluidelor: teorie, algoritmi și orientarea obiectelor , 2002, ISBN 0-444-51082-6
- KIRamachandran, G Deepa și Krishnan Namboori. PK Computational Chemistry and Molecular Modeling Principles and Applications 2008, Springer-Verlag GmbH, ISBN 978-3-540-77302-3
Alte proiecte
-
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre modelare moleculară
linkuri externe
- Modelare moleculară , portalul italian de modelare moleculară
- Modelare moleculară , Departamentul de chimie - Universitatea din Napoli Federico II
- ( EN ) NIH - Center for Molecular Modeling , la cmm.info.nih.gov . Adus la 17 iunie 2010 (arhivat din original la 30 decembrie 2005) .
- (EN) Modelarea moleculară în chimia farmaceutică , pe molecularmodelling.org.uk. Adus la 17 august 2013 (depus de „Adresa URL originală la 24 septembrie 2013).
