Upload
branden-fitzpatrick
View
57
Download
3
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Динамическая модель взаимодействия аминокислотных остатков с границей раздела фаз. МГУ им. М.В. Ломоносова Физический Факультет кафедра физики полимеров и кристаллов студент 4 курса Шайтан Алексей. Научные руководители Хохлов А.Р., Иванов В.А. Постановка задачи. - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
Динамическая модель Динамическая модель взаимодействия взаимодействия
аминокислотных остатков с аминокислотных остатков с границей раздела фазграницей раздела фаз
МГУ им. М.В. ЛомоносоваМГУ им. М.В. ЛомоносоваФизический ФакультетФизический Факультет
кафедра физики полимеров и кафедра физики полимеров и кристалловкристаллов
студент 4 курсастудент 4 курсаШайтан АлексейШайтан Алексей
Научные Научные руководители руководители
Хохлов А.Р., Иванов Хохлов А.Р., Иванов В.А.В.А.
Постановка задачиПостановка задачи
[1] [1] Ivan M. Okhapkin, Elena E. Ivan M. Okhapkin, Elena E. Makhaeva, Alexei R. Khokhlov Makhaeva, Alexei R. Khokhlov in in presspress
Свободная энергияСвободная энергия
h
hw
cccfx
0ln
)(ln RT = G 00
0
0
c
c
[1] [1] Ivan M. Okhapkin, Elena E. Ivan M. Okhapkin, Elena E. Makhaeva, Alexei R. Khokhlov Makhaeva, Alexei R. Khokhlov in in presspress
Постановка задачиПостановка задачи Методами молекулярной динамики Методами молекулярной динамики
рассмотреть раздел фаз между рассмотреть раздел фаз между водой и гексаном в присутствии водой и гексаном в присутствии различных аминокислотразличных аминокислот
Применение МД Идея 1Применение МД Идея 1
( , )1
1( ) ( ( ,..., ) ) N N H
NP q d d e q qQ
p rp r r r
[8] Mark Tuckerman[8] Mark Tuckerman, , Marie Curie Tutorial Series:Marie Curie Tutorial Series: Modeling Biomolecules, Modeling Biomolecules, 20042004
( ) ln ( )F q kT P q
The Free Energy Profile
Применение МД Идея 2Применение МД Идея 2
[12] S. Sinha, Dissertation, University of California 2004[13] J.G.Kirkwood, F.P.Bu . The statistical mechanical theory of surface ff
tension. JCP,17(3):338–343,1949.[14]J.L.RIVERA,C.McCABE,P.T.CUMMINGS Phys Rev E 67,011603(2003)
[13][13]
[14][14]
Water–n-hexaneWater–n-hexane g= g=50.9150.91((2.522.52) mN/m) mN/m
Experiment g=51.3 mN/mExperiment g=51.3 mN/m
ZZ
МД расчёт: Граница с МД расчёт: Граница с вакуумом.вакуумом.
Численные значения параметров для модели TIP3P :
СвязьK,Ккал/моль/А2 L0,А
H-O 553 0,9572
H-H 553 1,5136
Угол K,Ккал/моль/град2
0, град
H-O-H 100 104,52
Заряд Зарядов электрона
H 0,42
O -0,84
ВдВ , А , Ккал/моль
O 3,15061 0,152
Параметры расчёта:Программный комплекс PUMA (Разработка: ИМПБ РАН г. Пущино)Силовое поле AMBER 99Модель воды TIP3P с расторможенными внутренними степенями свободы.Система рассчитывалась при NVT – условии.Использовался столкновительный термостатПериодические граничные условияШаг интегрирования 1 фсРассматривались траектории длиной от 150 до 650 пс
Число частиц в системе 7600
атомов
20 )(* LLKU
20 )(* KU
АминокислотыАминокислоты
[6] [6] Ленинджер А. Основы биохимии, М. Мир, 1985.Ленинджер А. Основы биохимии, М. Мир, 1985.[7] [7] О.И. Киселёва, курс лекций «Основы живых систем».О.И. Киселёва, курс лекций «Основы живых систем».[8] Molecular Biology of the Cell, B. Alberts, D. Bray et al. 1989[8] Molecular Biology of the Cell, B. Alberts, D. Bray et al. 1989 Garland Garland Publishing Inc.Publishing Inc.
АминокислотыАминокислоты
[6] [6] Ленинджер А. Основы биохимии, М. Мир, 1985.Ленинджер А. Основы биохимии, М. Мир, 1985.[7] Molecular Biology of the Cell, B. Alberts, D. Bray et al. 1989[7] Molecular Biology of the Cell, B. Alberts, D. Bray et al. 1989 Garland Garland Publishing Inc.Publishing Inc.
АминокислотыАминокислоты
[6] [6] Ленинджер А. Основы биохимии, М. Мир, 1985.Ленинджер А. Основы биохимии, М. Мир, 1985.[7] Molecular Biology of the Cell, B. Alberts, D. Bray et al. 1989[7] Molecular Biology of the Cell, B. Alberts, D. Bray et al. 1989 Garland Garland Publishing Inc.Publishing Inc.
АминокислотыАминокислоты
[6] [6] Ленинджер А. Основы биохимии, М. Мир, 1985.Ленинджер А. Основы биохимии, М. Мир, 1985.[7] Molecular Biology of the Cell, B. Alberts, D. Bray et al. 1989[7] Molecular Biology of the Cell, B. Alberts, D. Bray et al. 1989 Garland Garland Publishing Inc.Publishing Inc.
Анализ динамики аминокислотных Анализ динамики аминокислотных остатковостатков, , на границе с вакуумом.на границе с вакуумом.Гидрофобные и слабогидрофильные АКО (LEU, PHE, MET, VAL, TRP, ALA) преимущественно находятся вблизи интерфейса в водном окружении.При этом радикал преимущественно сориентирован в сторону гидрофобной среды.
GLN, ARG, LYS уходят от интерфейса в водную фазу.
[6][6]ПоПо даннымданным Stephen White Laboratory at UC Irvine.at UC Irvine.
МД расчёт двухфазной МД расчёт двухфазной системысистемы
14
71
47 м
ол
екул
м
ол
екул
ге
кса
на
гекса
на
1070 1070 HH22OO
Устойчивость раздела фазУстойчивость раздела фаз
Диаметр воды 3,5 Диаметр воды 3,5 АА
Через 1 нс (10Через 1 нс (10^6 ^6 шагов)шагов)
ВыводыВыводы
Изучена возможность применения Изучена возможность применения методов МД для определения методов МД для определения свободных энергий адсорбции и свободных энергий адсорбции и разделенияразделения
Построены профили свободной энергии Построены профили свободной энергии АКО на границе вода вакуумАКО на границе вода вакуум
Изучена ориентационная динамика АКО Изучена ориентационная динамика АКО вблизи раздела фазвблизи раздела фаз
Произведено моделирование раздела Произведено моделирование раздела фаз вода - гексан.фаз вода - гексан.
Изучена динамика Изучена динамика PHE PHE на разделе фаз.на разделе фаз.