modélisa)on mul)-échelle: modélisa)on des macromolécules ...alpha.univ-mlv.fr/m2/cours4.pdf ·...

1

Modélisa)onMul)-échelle:

Modélisa)ondesMacromoléculesbiologiques

Séance4(1H30)

CoursdeMasterM22016-2017

IsabelleNavizetIsabelle.navizet@u-pem.fr

LaboratoireModélisa;onetSimula;onMul;-Echelle(MSME)

2

Résumédescours1,2et3

•  Modélisa;on:Mo;va;on

•  Visualisa;ondesprotéines(VMDTP1)

•  Champsdeforces

•  Protona;ondesprotéines(H++etVMDTP2)

•  Algorithmesdeminimisa;on

•  Algor;hmesdedynamiquemoléculaire(MD)

Miseenplaced’uneMD

1.TraitementdusolvantSolvantexpliciteetimpliciteLamajoritédesréac;onschimiquesetbiologiquesontlieuensolu;on,etleseffetsdusausolvantpeuventêtretrèsimportants.Onpeutlesprendreencompte:•  soitdemanièreexpliciteenplaçantdesmoléculesdesolvantautourdela

molécule•  soitdemanièreimplicite,c'est-à-direindirecteLessolvantsexplicitesDanscecasongénèreunecagedesolvata;onautourdelamolécule.C'est-à-direquel'onajoute«toutsimplement»etdemanièrealéatoireunnombredemoléculesdesolvantcorrespondantàladensitédusolvant.On(lelogiciel)créeuneboîteouunesphèred'unedimensiondéfinieautourdelamoléculequel'onremplitdemoléculesd'eau,parexemple.

LessolvantsimplicitesLescalculseffectuésavecunsolvantexplicitesontlongs.Une alterna;ve consiste à prendre les effets du solvant sur la molécule comme uneperturba;on.Lesolvantestunensembledemoléculesplusoumoinspolaires,c'estundiélectrique.Untelmilieuestcaractériséparsapermidvitéouconstantediélectriqueε.ε est caractéris;quede la réponsedumilieu à un champélectrique. Plus lemilieu estpolaire,pluslapermidvitéestgrande.Dansceeeapproche,lesolutéestplacédansunecavitéentouréedemoléculesdesolvantconsidéréescommeuncon;nuumdiélectrique.Lapar;e«Electrosta;que»vientdufaitquelesolvant(unmilieucon;nucaractériséparsaconstantediélectrique)interagitaveclamolécule(dipole).Lemomentdipolairedusolutéinduitunmomentdipolairedusolvant.Enretour,lapolarisa;ondumilieuinduitunepolarisa;ondusoluté.Enchimiequan;que,onparledeméthodesPCMpourPolarizableCon;nuumModel.Enmécaniqueclassique,onparledeGeneralBorn(GB).

Lesméthodesdiffèrentnotammentparlamanièrededéfinirlescavités.LaplussimpleconsisteàplacerlamoléculedansunesphèreLesmodèlesPCMdécriventlacavitéparunensembledesphèresatomiquesimbriquéeslesunesdanslesautres.LesmodèlesIPCMetSCIPCMconsistentàprendreunecavitéquialaformedeladensitéélectroniqueLasurfacedelacavitéestdiviséeenpe;tséléments=mosaïquedepolygones(tessera=tuile).L'énergiedesolvata;on(interac;onsoluté-solvant)estcalculéeenplaçantdeschargesponctuellespolarisablesaucentredechaquetessera.

ForMD?Introduc)ontoAmberThetheoryandprac)ceofbiomolecularsimula)onsusingtheAmbersuiteofprogramsDr.VladislavVassilievNCINa)onalFacilityhep://slideplayer.com/slide/2420323/