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Modélisa)onMul)-échelle:
Modélisa)ondesMacromoléculesbiologiques
Séance4(1H30)
CoursdeMasterM22016-2017
LaboratoireModélisa;onetSimula;onMul;-Echelle(MSME)
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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/