Modelowanie molekularne 1200-2BLOK4-WYK1
Celem wykładu jest przekrojowe zapoznanie słuchaczy z metodami modelowania molekularnego.
1) Wprowadzenie
Skale czasowe i rozmiary układów biologicznych a współczesne możliwości obliczeniowe. Przegląd podejść do modelowania: metody kwantowo-mechaniczne, klasyczne i gruboziarniste. Podstawowe pojęcia: współrzędne Kartezjańskie, wewnętrzne stopnie swobody, hiperpowierzchnia energii
2) Klasyczne pole siłowe
Oddziaływania ujęte w klasycznym (empirycznym) polu siłowym, przyjęte założenia i przybliżenia
3) Metody próbkowania
Metody minimalizacji energii. Metoda dynamiki molekularnej; metoda Monte Carlo; metody symulowanego wyżarzania i wymiany replik
4) Praktyczne aspekty symulacji molekularnych
Lista sąsiadów, warunki brzegowe. Zbieżność symulacji, czas relaksacji. Wprowadznie więzów: procedury shake i rattle. Analiza wyników: funkcje autokorelacyjne, radialna funkcja rozkładu
5) Modelowanie rozpuszczalnika
Jawne i niejawne modele rozpuszczalnika. Sumowanie Ewalda, modele multipolowe, uogólniona metoda Borna, metoda Poissona
6) Metody gruboziarniste i wieloskalowe.
Redukcja stopni swobody układu przez wprowadzenie zjednoczonych atomów; przykłady modeli gruboziarnistych. Odbudowa reprezentacji pełnoatomowej. Modelowanie wieloskalowe
7) Obliczanie zmian energii swobodnej
Całkowity nakład pracy: 35 godz.
w tym:
- udział w zajęciach - 15 godz.
- konsultacje z prowadzącym - 10 godz.
- przygotowanie do zaliczenia - 10 godz.
Kierunek podstawowy MISMaP
fizyka
biologia
informatyka
biotechnologia
Rodzaj przedmiotu
Tryb prowadzenia
Założenia (opisowo)
Koordynatorzy przedmiotu
Efekty kształcenia
Znajomość podstawowych metod modelowania molekularnego (minimalizacja, dynamika molekularna, metody Monte Carlo). Wiedza o polach siłowych, algorytmach i praktycznych aspektach przeprowadzania klasycznych symulacji molekularnych.
Student rozumie podstawowe metody wykorzystywane w modelowaniu molekularnym; umie wybrać metodę odpowiednią do rozpatrywanego zagadnienia; rozumie zalety i ograniczenia tych metod
Kryteria oceniania
Test zaliczeniowy składający się z około 10 pytań zamkniętych i 5 otwartych (przeprowadzony w sali) lub egzamin ustny (możliwy w trybie zdalnym).
Praktyki zawodowe
nie dotyczy
Literatura
Andrew Leach ,,Molecular Modelling''
Berend Smit and Daan Frenkel ,,Understanding Molecular Simulation: From Algorithms to Applications''
D. C. Rapaport ,,The Art of Molecular Dynamics Simulation''
Więcej informacji
Dodatkowe informacje (np. o kalendarzu rejestracji, prowadzących zajęcia, lokalizacji i terminach zajęć) mogą być dostępne w serwisie USOSweb: