Molekulární dynamika a simulace

Michael Bouzekri

Co je Molekulární dynamika?

Teorie i experiment

Proces vytváření virtuálních experimentů

Numerické přiblížení pomocí jednoho nebo více mikroprocesorů

Použití: při složitých, časově nebo finančně náročných laboratorních pokusech, pro získáni grantu na projekt

Typy Molekulární dynamiky

3 hlavní typy

1. Vzájemné silové ovlivňování – Newtonovy zákony

2. Kvantová mechanika – Schrödingerovy rovnice

3. Hybrid

Potřebné softwary

Gromacs MD suit

- otevřený zdroj (zdarma a možnost úpravy), GNU Linux

VMD

- Bezplatný molekulárně vizuální program, Windows i GNU Linux

Gaussian

- komerční software

Počáteční informace

Soubor PDB molekuly v simulaci

PDB můžeme stáhnout z internetu, nebo si ho vytvořit v nějakém programu (Gaussian)

Fulvinová kyselina (iontová forma) struktura fulvinové kyseliny

Jak vytvořit simulaciZákladní příkazy

grompp vytvoří topologický soubor z pdb

genbox vytvoří box vody s fulvinovou kyselinou

mdrun spustí simulaci pro optimalizaci systému

genion vloží ionty do boxu vody s kyselinou fulvinovou

znovu mdrun pro simulaci Make_ndx udělá soubor ndx

potřebný pro rdf a hustotu g_rdf vytvoří graf rdf g_density vytvoří graf hustoty

všech částic v simulaci

Soubory

*.pdb – Protein Data bank*.gro – Typický Gromacsový vstupní/výstupní sour*.top – Systémové Informace*.tpr – Topologický soubor*.trr & *.xtc – Trajektorový soubor*.xvg – Výstupní soubor pro data získané ze simulace

Screenshoty

Simulace

První snímek Poslední snímek

Výpočty

Požijeme všechna data, která jsme si připravili v gromacsu (g_rdf a g_density) a následně je požijeme v xmgrace

Xmgrace je program pro vizualizaci dat z gromacsu

Tento program vytváří grafy z informací *.trr souboru

Radiální distribuční funkce

rg(r)

rrmin

1st solvation shell (nearest neighbours)

2nd solvation shell

RDF grafy

Hustota

Závěry

Zdařilá molekulárně dynamická simulace

Má smysl dále pokračovat ve zkoumání kyseliny fulvinové, výborně reaguje s s vodou a sodnými ionty

PoděkováníÚstavu systémové biologie a ekologie Akademie věd ČR v Nových Hradech

Dr. Babaku Minofarori

Ricardo Alnanis

RNDr. Květě Tůmové

Děkuji Za Pozornost