1 / 40

Computersimuleringer af Molekylære Systemer

Computersimuleringer af Molekylære Systemer. Ulf Rørbæk Pedersen. www.urp.dk urp@ruc.dk. Ph.D. studerende ved Center for glas og tid Roskilde Universitetscenter (RUC). Oversigt. Hvad er en molekyledynamik-simulering? Et lille eksempel: Tumling modellen Simulering af en cellemembran

chinue
Download Presentation

Computersimuleringer af Molekylære Systemer

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Computersimuleringer afMolekylære Systemer Ulf Rørbæk Pedersen www.urp.dk urp@ruc.dk Ph.D. studerende ved Center for glas og tid Roskilde Universitetscenter (RUC)

  2. Oversigt • Hvad er en molekyledynamik-simulering? • Et lille eksempel: Tumling modellen • Simulering af en cellemembran • Simulering af glas

  3. Bevægelses ligningerne F: Kræft [kgm/s] a: acceleration [m/s2] v: hastighed [m/s] x: sted [m] Newtons mekanik

  4. Energier og kræfter mellem atomer Model

  5. Dynamik: ”Tumling” molekylet

  6. ”Tumling” dråber

  7. Typiske tal for en MD-simulering • Længdeskala: 10-9 m til 10-7 m • Tidsskala: 10-15 s til 10-8 s • Antal atomer: 1 000 til 60 000 • Regnetid: Fra nogle minutter på 1 cpu til måneder på 128 cpu’er

  8. Den biologiske membran En cellemembran

  9. En model af en cellemembran

  10. En vandkanal i en cellememban

  11. En vandkanal i en cellememban

  12. Bedøvelsesmidler

  13. Alkohol i en membran n-hexanol og DMPC

  14. Areal pr. Phospholipid

  15. Voronoi Volumener

  16. Lateral diffusion Mobiliteten stiger ved tilsætning af n-hexanol

  17. Ca2+ i membraner

  18. Glas

  19. Glas er en stivnet væske

  20. Nedkøling af en væske (toluen) Bevægelsen af et molekyle i en væske Toluen ved 300 K Nedkøling fra 325 K til 175 K

  21. Massetæthed af toluen som funktion af temperaturen

  22. Toluen ved 175 K

  23. Diffusion T=325 K

  24. Opsummering • MD-simuleringer kan bruges til at undersøger molekylære systemer på nano meter skalaen • Give en detaljeret indsigt i fysiske fænomener • Men det er en model af virkeligheden

  25. Tak for jeres opmærksomhed Ulf Rørbæk Pedersen www.urp.dk, urp@ruc.dk

  26. Kraftfelt: CHARMM27 med modificerede ladninger i DMPC hovedgruppen MD-simuleringer Bevægelsesligningerne løses inden for klassiskmekanik

  27. SAXS q = |kin - kout|

  28. Strukturelle ændringer

  29. Perturberet membran

  30. Hydrofobt match hypotesen GlpF POPE

  31. Model for tykkelsen af en perturberet membran Membran tykkelse ved tilsætning af n-hexanol

  32. Lateralt tryk hypotesen Robert S. Cantor: Biochemistry 36 (9) 1997 2340-2344 Robert S. Cantor: Chemistry and Physics of Lipids 101 (1999) 45–56

  33. Membran profil MD-simuleringer SAXS D15PC/heptanol

  34. Diffusion

  35. Opsummering Ved tilsætning af n-alkohol til en membran ses • større lateral diffusions (n-hexanol) • blødere membran (n-hexanol) • i den inderste del, større uorden af acylkæderne, løsere pakning • i den yderste del af membranen, større orden af acylkæderne • ændring af den hydrofobe højde • ændring af membranens trykprofil Specialet med mere kan findes på www.urp.dk/speciale Tak for opmærksomheden

  36. Propmodellen Betydningen af hydrofobt mishmaching lipider

  37. Figur 3.8

  38. MD-simuleringer

  39. Diverse Hexanol: D= 1.4 Å2/ns = 14 x10 m²/s DMPC/hexanol: D = 1.1 Å2/ns Ren DMPC: D = 0.5 Å2/ns Model af et membranprotein

  40. Model system n-hexanol og DMPC

More Related