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

  • 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 simulazione

  • 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 simulazione

  • 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


Esplorazione dello spazio conformazionale usando metodi di simulazione

Esempio search MD simulazione

Due angoli di torsione