Simulació molecular: diferència entre les revisions

'''Simulació molecular''' o '''modelat molecular''' és un terme complex que fa referència a una sèrie de mètodes teòrics i tècniques computacionals per a modelar o mimetitzar el comportament de les [[molècules]]. Aquestes tècniques són emprades en els camps de la [[química computacional]], la [[biologia computacional]] i la [[ciència de materials]] per tal d'estudiar sistemes moleculars que comprenen des de petits sistemes químics fins a grans molècules biològiques i compostos de materials. També s'utilitza en el disseny de nous materials i de [[fàrmac]]s.

 

 

 

 

 

Aquesta funció, anomenada [[funció potencial]], calcula l'energia potencial molecular com la suma de termes d'energia que descriuen les desviacions de les longituds, angles i torsions (dihedres) dels enllaços respecte dels seus valors d'equilibri, més els termes corresponents als parells d'àtoms no enllaçats que descriuen interaccions electrostàtiques i de van der Waals. El conjunt de paràmetres format per les longituds d'enllaç en equilibri, els angles d'enllaç, els valors de les càrregues parcials, les constants de força i els paràmetres de van der Waals, són en el seu conjunt coneguts com el [[camp de forces]] (anomenat en anglès force-field, nom habitualment emprat en la bibliografia). Les diferents implementacions de la mecànica molecular fan ús d'expressions matemàtiques lleugerament diferents, i per tant, de diferents constants per a la [[funció potencial]]. Els camps de forces d'ús comú avui en dia han estat desenvolupats mitjançant l'ús de càculs quàntics de gran complexitat i/o l'ajust de dades experimentals. La tècnica coneguda com a minimització d'energia és emprada per tal de trobar posicions de gradient zero per a tots els àtoms, en altres paraules, un mínim local d'energia. Els estats d'energia mínima són de fet els més estables, i són generalment estudiats degut a la seva importància en els processos químics i biològics. Una simulació de [[dinàmica molecular]], per altra banda, calcula el comportament d'un sistema en funció del temps. Comporta doncs resoldre les equacions del moviment de Newton, principalment la segona equació '''F = ma'''. La integració de les equacions de moviment de Newton, mitjançant diferents algoritmens d'integració, resulta en les trajectòries dels àtoms en l'espai i el temps. La força en un àtom es defineix com el gradient negatiu de la funció d'energia potencial. La tècnica de la minimització de l'energia és útil per a obtenir una imatge estàtica que serveixi per a comparar entre estats diferents de sistemes similars, mentre que la [[dinàmica molecular]] proveeix informació sobre els processos dinàmics amb la inclusió intrínseca dels efectes de la temperatura.

 

 

Els mètodes de modelat molecular s'empren actualment de forma habitual per a investigar l'estructura, la dinàmica i la termodinàmica de sistemes inorgànics, biològics i polimèrics. Els tipus d'activitats biològiques que han estat objecte d'investigació mitjançant l'ús del modelat molecular inclouen el [[plegament de proteïnes]], la [[catàlisi enzimàtica]], l'estabilitat proteínica, els canvis conformacionals associats a la [[funció biomolecular]], i el reconeixement molecular de proteïnes, [[ADN]], i complexos de membranes.