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
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: