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Esplorazione dello spazio conformazionale usando metodi di simulazione

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Esplorazione dello spazio conformazionale usando metodi di simulazione. I metodi di simulazione molecolare (Monte Carlo e Dinamica Molecolare) possono essere usati per esplorare lo spazio conformazionale delle molecole ed effettuare un search conformazionale

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Presentation Transcript
esplorazione dello spazio conformazionale usando metodi di simulazione
Esplorazione dello spazio conformazionale usando metodi di simulazione
  • I metodi di simulazione molecolare (Monte Carlo e Dinamica Molecolare) possono essere usati per esplorare lo spazio conformazionale delle molecole ed effettuare un search conformazionale
  • Il vantaggio è che durante la simulazione si possono superare barriere di energia anche elevate ed esplorare diverse regioni dello spazio configuraz.
  • La simulazione è effettuata su un sistema costituito da una sola molecola
  • Durante la simulazione si selezionano delle geometrie ad opportuni intervalli regolari di step (ad esempio ogni 10 step) le quali vengono memorizzate e una volta conclusa la simulazione sottoposte a minimizzazione dell’energia: i conformeri ottenuti vengono infine confrontati per eliminare eventuali doppioni
outline del metodo

Minimizzazione dell’energia

  • Eliminazione dei duplicati
  • Conformeri distinti
Outline del metodo
  • Geometrie scelte fra quelle generate durante la simulazione MC o MD
  • Serie di minimi alcuni duplicati
esplorazione conformazionale usando mc
Esplorazione conformazionale usando MC
  • La ricerca conformazionale usando una simulazione Monte Carlo per esplorare lo spazio conformazionale è molto simile al metodo casuale di ricerca conformazionale in cui la scelta della conformazione per l’iterazione successiva è basata sul criterio Monte Carlo Metropolis
  • Nel metodo di search casuale basato sul criterio MC (es MCMM):

- si genera una nuova configurazione

- la si minimizza ottenendo un conformero e si controlla se è duplicato

- lo si accetta in base al criterio MC Metropolis

  • Nel metodo di search basato su una simulazione MC:

- genera una nuova configurazione

- la si accetta in base al criterio MC Metropolis

- si completa la simulazione eseguendo molti step

- alla fine si minimizzano solo configurazioni ad intervalli regolari di

step ottenendo una serie di conformeri da controllare se sono duplicati

esplorazione conformazionale usando md
Esplorazione conformazionale usando MD
  • La ricerca conformazionale usando una simulazione di Dinamica Molecolare è in genere eseguita usando una temperatura molto alte, fisicamente non realistica, che però permette si esplorare meglio lo spazio conformazionale superando bariere di energia anche elevate
  • Nel metodo di search basato su una simulazione MC:

- si parte da una qualsiasi configurazione iniziale

- si inizia la simulazione MD e si completa la fase di equilibrazione

- si completa la simulazione per un periodo di tempo abbasta lungo

- si selezionano e si memorizzano configurazioni ad intervalli regolari di

tempo e le minimizzano ottenendo una serie di conformeri da control-

lare per eventuali duplicazioni

slide5

Esempio search MD

Due angoli di torsione

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