vhled do praxe i i
Download
Skip this Video
Download Presentation
Vhled do praxe I I

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 28

Vhled do praxe I I - PowerPoint PPT Presentation


  • 77 Views
  • Uploaded on

Vhled do praxe I I. Kdy: 17 .1 2 . 2003 1. skupina (příjmení N - Z ): 16:00 - 17:40 2. skupina (příjmení A - M ): 18:00 - 19:40. Kde: Přírodovědecká fakulta, Kotlářská 2 Učebna COMPC (budova děkanátu, přízemí, vlevo ). Počítačová chemie (12. přednáška). Úvod ( 1. přednáška )

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about ' Vhled do praxe I I' - xannon


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
vhled do praxe i i
Vhled do praxe II
  • Kdy: 17.12. 2003
    • 1. skupina (příjmení N - Z): 16:00 - 17:40
    • 2. skupina (příjmení A - M): 18:00 - 19:40
  • Kde:
    • Přírodovědecká fakulta, Kotlářská 2
    • Učebna COMPC (budova děkanátu, přízemí, vlevo)
po ta ov chemie 12 p edn ka
Počítačová chemie (12. přednáška)
  • Úvod (1. přednáška)
  • Molekula
    • Struktura molekuly (2., 3. a 4. přednáška)
    • Geometrie molekuly (5. přednáška)
    • Vhled do praxe (6. přednáška)
  • Molekulové modelování
    • Molekulová mechanika (7. a 8. přednáška)
    • Kvantová mechanika (9. a 10. přednáška)
    • Molekulová dynamika (11. přednáška)
    • Vhled do praxe II (12. přednáška)
osnova
Osnova
  • MM:
    • souhrn teorie
    • software pro MM
    • praxe
  • QM
    • souhrn teorie
    • software pro MM
    • praxe
  • MD
    • souhrn teorie
    • software pro MM
    • praxe
molekulov mechanika
Molekulová mechanika
  • Model molekuly:

Koule spojené pružinami:

molekulov mechanika1
Molekulová mechanika
  • Výpočet energie molekuly:

Potenciálová funkce:

+ silové pole (= soubor parametrů, využitých v potenciálové funkci)

molekulov mechanika2
Molekulová mechanika

Silová pole:

  • AMBER
  • CHARMM
  • MM
  • MacroModel

Software:

  • Komerční: softwarové balíky, vytvořené pro daná silová pole
  • Volně šiřitelné: Hyperchem a další
molekulov mechanika3
Molekulová mechanika

Obecné cíle MM:

  • Studium konformačního chování molekuly v definoveném chemickém prostředí.

Konkrétní problémy MM:

  • Single point: Výpočet energie určité konformace studované molekuly.
  • Minimalizace: Sestup do lokálního minima.
molekulov mechanika amber
Molekulová mechanika- AMBER

Ukázky práce s Amberem:

AMBER je přístupný pro informatiky na strojích Grond, Eru, Dior, Skirit atd.

Nejdříve je nutno přidat modul AMBER:

module add amber{verze}

Pro výpočet single pointů a minimalizaci slouží program SANDER.

molekulov mechanika amber ii
Molekulová mechanika- AMBER II

Program SANDER se volá následovně:

sander -c molekula.crd -t molekula.top -i molekula.ini -o molekula.out

Kde: molekula.crd obsahuje souřadnice* molekuly a molekula.top topologii* molekuly. V souboru molekula.ini se nacházejí vstupní parametry výpočtu a do souboru molekula.out se zapisuje výstup výpočtu.

* Soubory jsou ve formátu, definovaném speciálně pro softwarový balík AMBER.

molekulov mechanika amber iii
Molekulová mechanika- AMBER III

Soubor molekula.ini obsahuje:

  • Parametry výpočtu:

počet kroků, typ výpočtu (MM x MD) atd.

  • Nastavení chemických a fyzikálních podmínek:

dielektrická konstanta, parametry pro výpočet van der Waalsovských interakcí atd.

molekulov mechanika amber iv
Molekulová mechanika- AMBER IV

Příklad souboru molekula.ini:

&cntrl

imin = 1,

ntx = 1, ntxo = 1,

ntb = 0, iftres = 1,

nrun = 0,

ntnb = 1, nsnb = 25, idiel = 0, imgslt = 0,

cut = 9.0, scnb = 2.0, scee = 1.2,

dielc = 4.0, ntpr = 20,

maxcyc = 2200, ncyc = 50, ntmin = 1,

dx0 = 0.01, dxm = 0.5, dele = 0.0001,

drms = 0.3,

&end

molekulov mechanika amber v
Molekulová mechanika- AMBER V

Ukázka souboru molekula.out.

molekulov mechanika hyperchem
Molekulová mechanika- Hyperchem

Hyperchem je komerční software, ale jeho demonstrační verze (která umí vše potřebné :-) je volně dostupná jako shareware.

Ukázky práce s Hyperchemem:

Nastavení MM

Otevření molekuly glycinu

Single point glycinu

Minimalizace glycinu různými metodami

molekulov mechanika kol
Molekulová mechanika - úkol

Minimalizace propenu různými minimalizačními metodami (+ vyplnění tabulky)

Porovnání energií židličkové (chair), vaničkové (boat) a zkřížené židličkové (twisted chair) konformace:

Energie vypočtěte pro každou konformaci pomocí AMBERu a MM+. Před výpočtem vždy proveďte minimalizaci konformeru v daném silovém poli pomocí Newton-Raphsonovy metody.

Vyzkoušej minimalizovat poloviční židličkovou konformaci (half chair) konformaci cyklohexanu. Co se stane a proč?

Židličková

Zkřížená židličková

Vaničková

Poloviční židličková

potenci ln energie cyklohexanu pro r zn konformace

Konformace:

Potenciální energie cyklohexanu (pro různé konformace)

Židličková

Zkřížená židličková

Vaničková

Poloviční židličková

Strukturní vzorec:

  • Pravděpodobnost výskytu konformací (25°C):
    • židličková: 85,5%, zkřížená židličková: 14,4%, další konformace: 0,1%
kvantov mechanika
Kvantová mechanika
  • Výpočet energie molekuly:

Schrodingerova rovnice - přesněji řečeno její numerické formy:

Hartree-Fockovy rovnice:

Roothaan-Hallovy rovnice:

FC = SCE

kvantov mechanika1
Kvantová mechanika

Metody: Ab-initio x semiempirické

Báze pro ab initio metody: STO-3G, 3-21G, 6-31G*, 6-31G**, atd.

Semiempirické metody:

CNDO, INDO, MNDO, AM1, PM3, atd.

Software:

  • Komerční: GAMESS, GAUSSIAN
  • Volně šiřitelné: Hyperchem a další
kvantov mechanika2
Kvantová mechanika

Obecné cíle QM jsou stejné jako u MM:

  • Studium konformačního chování molekuly v definoveném chemickém prostředí.

+ některé navíc: výpočet náboje atomů atd.

Konkrétní problémy QM = také nadmnožina MM. My si vyzkoušíme řešit tyto problémy:

single point a minimalizace

kvantov mechanika gaussian
Kvantová mechanika- GAUSSIAN

Ukázky práce s GAUSSIANem:

GAUSSIAN je přístupný pro informatiky na strojích Grond, Eru, Dior, Skirit atd.

Nejdříve je nutno přidat modul GAUSSIAN:

module add gaussian{verze}

GAUSSIAN (verze 98) se volá následovně:

g98 < (vstupní soubor) > (výstupní soubor)

Ukázka vstupního & výstupnho souboru.

kvantov mechanika hyperchem
Kvantová mechanika- Hyperchem

Ukázky práce s Hyperchemem:

Nastavení QM

Otevření molekuly propan

Nastavení semiempiriky a INDO

Single point a minimalizace

Nastavení ab initio metody a báze

Single point a minimalizace

kvantov mechanika hyperchem ii
Kvantová mechanika- Hyperchem II

Minimalizujte ethan:

semiempirikou (INDO)*

ab initio (STO-3G)*

* použijte metodu konjugovaných gradientů (P-R)

Pokud budete mít čas, zkuste si další metody & báze :-).

molekulov dynamika
Molekulová dynamika
  • Účel: Prohledávání PES (nalezení lokálních a globálních minim)
  • Popis:
    • Každý atom molekuly nechť se pohybuje jistou rychlostí
    • Pro atomy studované molekuly řešíme Newtonovy pohybové rovnice:

Z poloh a rychlostí atomů a sil působících v rámci systému v čase t určíme polohy atomů v čase t +dt (a samozřejmě i rychlosti atomů a síly a tomto čase).

molekulov dynamika1
Molekulová dynamika

Celková energie molekuly je tvořena dvěma složkami: kinetickou energií (závisí na pohybovém stavu molekuly) a potenciální energií (závisí na uspořádání molekuly)

Tyto složky se mohou vzájemně přeměňovat: V důsledku pohybu atomů dochází ke změně polohy souřadnic a tedy i změně potenciální energie.

Přeměna kinetické energie na potenciální umožňuje molekule překonat energetickou bariéru, dělící dvě různé geometrie této molekuly.

molekulov dynamika2
Molekulová dynamika
  • Snímek MD:

Souřadnice molekuly v jistém čase.

  • Krok MD:

začíná v čase t se souřadnicemi S

využívá Newtonovy pohybové rovnice

končí v čase t+dt se souřadnicemi S´

  • MD trajektorie:

Posloupnost snímků MD.

molekulov dynamika3
Molekulová dynamika

Software:

  • Komerční: MD je většinou součástí komerčního software pro MM (AMBER, MM, ...).
  • Volně šiřitelný: Hyperchem, VMD
molekulov dynamika vmd hyperchem
Molekulová dynamika- VMD & Hyperchem

Vizualizace MD dekameru alaninu.

Vytvořit methan, zminimalizovat, MD

MD pro dipeptid, chytnout snímek, RMS

Úkoly:

Vytvořit ethan, zminimalizovat, MD

MD (AMBER) na APA, chytnout snímek, RMS

ad