slide1 n.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
Молекулна механика PowerPoint Presentation
Download Presentation
Молекулна механика

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 16

Молекулна механика - PowerPoint PPT Presentation


  • 161 Views
  • Uploaded on

Молекулна механика. Монте Карло симулации. Избор на силово поле. Какво е важно да се знае?. дали силовото поле съдържа параметри за всички функционални групи от изследваната система; по какви експериментални свойства са напасвани силовите параметри;

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 'Молекулна механика' - zeroun


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
slide1

Молекулна механика

Монте Карло

симулации

slide2

Избор на силово поле

Какво е важно да се знае?

  • дали силовото поле съдържа параметри за всички функционални групи от изследваната система;
  • по какви експериментални свойства са напасвани силовите параметри;
  • дали се изисква въвеждане на допълнителни данни отвън;
  • видът на използваните потенциали и дали описват коректно дадения проблем.
slide3

Силови полета в Hyperchem

ММ+ - развито за малки органични молекули [1]

 възпроизвежда добре структура и енергетични разлики; диполни моменти

AMBER - разработено за белтъци и нуклеинови киселини; от версия 95 може да се използва и за много органични молекули [2]

 възпроизвежда добре структура и енергетични разлики; ротационни бариери

[1]N. L. Allinger, J. Am. Chem. Soc., 99, 8127(1977); N. L. Allinger and Y. H. Yuh, QCPЕ, Bloomington, Indiana, Program #395; U. Burkert andN. L. Allinger, Molecular Mechanics, ACS Monograph 177 (1982).

[2] S. J. Weiner et al., J. Am. Chem. Soc., 106, 765 (1984); Weiner et al., J. Comp. Chem., 7, 230 (1986); Cornell et. al., J. Am. Chem. Soc. 117, 5179-5197 (1995)

slide4

Силови полета в Hyperchem

ОPLS - развито за симулиране на течности [3]

 описва добре взаимодействия разтворител-разтворено вещество при експлицитно отчитане на разтворителя

BIO+ - версия на CHARMM, разработено за белтъци и нуклеинови киселини [4]

 възпроизвежда добре структура и енергетични разлики; ротационни бариери

[3]W. L. Jorgensen and J. Tirado-Rives, J. Amer. Chem. Soc., 110, 1657 (1988); J. Pranata, S. Wierschke, and W. L. Jorgensen, J. Amer. Chem. Soc., 113, 2810 (1991).

[4]A.D. MacKerell et. al. J. Phys. Chem. B, 102, 3586;

(http://www.pharmacy.umaryland.edu/~alex/research.html)

slide5

Параметри на силовото поле

Непременно да се проверят !

Атомни типове – характеризират силовите параметри, които се приписват на всеки атом

Display  Labels  Type

ММ+ - …\Hyper7\Runfiles\mmptyp.txt

AМBER - …\Hyper7\Runfiles\ambertyp.txt;

amber94typ.txt

OPLS - …\Hyper7\Runfiles\oplstyp.txt

BIO+ - …\Hyper7\Runfiles\charmmtyp.txt; biotyp.txt

slide6

Параметри на силовото поле

Непременно да се проверят !

Атомни заряди – използват се при изчисляване на електростатичните взаимодействия; основен принос към ММ-енергията!

Display  Labels  Charge

Начинът на задаване на атомните заряди е специфичен за всяко силово поле.

При задаване отвън – RESP или QChem.

slide7

Модификацияна силови параметри

При липса на параметри или неподходящи такива за даден атом, връзка, ъгъл ...

... могат да се въведат външни данни ...

... но с повишено внимание !!!

Setup  Edit parameters … (при избрана част от молекула)

slide8

 взаимодействие между двойки точкови заряди чрез закон на Кулон

 взаимодействие между връзкови диполи

Електростатични взаимодействия

За оценка на електростатичните взаимодействия в молекулната механика има два основни подхода:

Монополно приближение

Диполно приближение

slide9

Електростатични взаимодействия

С цел намаляване на изчислителното време електростатиката между далечни атоми се апроксимира по два основни начина:

Cutoff

 взаимодействие между двойки атоми на разстояние > Rcutoffсе пренебрегва

PME

 взаимодействие между далечни атоми се оценява като сума по решетка

slide10

Конформационен анализ

Hyperchem ползва независима подпрограма за конформационен анализ. Необходими са следните настройки:

  • Избира се торзионен ъгъл за вариране.
  • Ъгълът се наименова (Select  Name selection  Torsion1).
  • Стартира се програмата за конформационно търсене (Compute  Conformational seacrh …)
slide11

Резултатите

Три стабилни конформации

Конформационен анализ

  • Много важно е автоматичното запазване на резултатите (File  Auto save…)!
  • Стартира се търсенето (Run  Start).
slide12

DE = 0.15 kcal/mol

Конформация 1

DE = 0.89 kcal/mol

Конформация 2

Конформация 3

Конформационен анализ

Ротационни бариери

Edit  Put molecule

Наблюдава се свободно въртене около избраната проста връзка

slide13

Монте Карло (МК) метод

Генерират се молекулни конформации (конфигурации) на случаен принцип.

Приема се безусловно всяка следваща структура с по-ниска енергия, а тези с по-висока – чрез Болцманов фактор exp(-DE/kT).

 Приетите структури формират МК траектория

Кога е нужна Монте Карло симулация?

  • при търсене на глобален минимум на системи с много степени на свобода;
  • за моделиране при ненулева температура;
  • при оценка на термодинамични параметри.

Монте Карло методът може да се комбинира с молекулна механика (класическо) или квантова химия (квантово).

slide14

Параметри на симулацията

Първо се избира методът за изчисляване на енергията от Setup и след това се настройва МК симулацията:

Compute  Monte Carlo…

slide15

Сходимост на симулацията

Релаксацията на системата по време на МК симулацията се следи чрез средната стойност на потенциалната енергия за всеки run.

slide16

Обработка на резултатите

Получените резултати за енергия и/или структурни параметри се осредняват по 1 или няколко runs. Винаги се пресмята и стандартно отклонение!

Compute  Monte Carlo…  Playback  Averages…

Ep(ave) = 14.13  3.33 kcal/mol

Q1(ave) = 57.7  4.9 o

За анализ се използва само релаксиралата част от траекторията!