Szczegółowy program zajęć 'Modelowanie Molekularne'

  • Skala czasowa i rozmiary zjawisk molekularnych.

    • skale czasowe procesów fizykochemicznych i biologicznych
    • rozmiary typowych układów
    • przegląd podejść do modelowania: metody kwantowomechaniczne, modele pełnoatomowe i gruboziarniste
  • Przestrzeń konformacyjna, czyli współrzędne badanego układu

    • typowy wymiar przestrzeni konformacyjnej
    • współrzędne kartezjańskie a współrzędne wewnętrzne
    • zamrożone stopnie swobody
    • więzy, procedura shake
  • Pola siłowe

    • koncepcja hiperpowierzchnia energii
    • klasyczne pole siłowe dynamiki molekularnej (pole empiryczne) i jego elementy

      • człony wiążące: wiązania, kąty płaskie, kąty torsyjne
      • człony niewiążące: potencjał Lennarda-Jonesa, potencjał Coulomba
    • popularne pola siłowe: CHARMM, Amber, GROMOS, OPLC
  • Metody próbkowania

    • obliczanie energii dla zadanych położeń (single point calculation)
    • minimalizacja energii

      • znajdowanie minimum lokalnego
      • metoda największego spadku
      • metoda sprzężonych gradientów
      • problem znajdowania minimum globalnego
    • dynamika molekularna
    • metoda Monte Carlo z kryterium Metropolisa
    • symulowane wyżarzanie
    • metoda wymiany replik
  • Kilka praktycnych aspektów symulacji

    • periodyczne warunki brzegowe, reguła najbliższego obrazu
    • obcięcie (cutoff) przy liczeniu członów niewiążących: lista Verleta
  • Traktowanie rozpuszcalnika

    • rozpuszczalnik jawny (explicit solvent)
    • rozpuszczalnik niejawny (implicit solvent)
  • Modelowanie porównawcze (homologiczne) struktur białek: pojęcie szablonu i uliniowienia