|
Vyučující
|
-
Malý Marek, doc. RNDr. Ph.D.
|
|
Obsah předmětu
|
Heslovitý obsah teoretické části: 1.-3. Úvodní motivační část (ukázky biomolekulárních simulací v rámci biomedicínských aplikací) 4. Polohový vektor, rychlost, zrychlení, Molekulární dynamika 5. Verletův a Rychlostní Verletův algoritmus, simulace v NVE, NVT, NPT souboru (termostat, barostat) 6. Empirické silové pole + parciální náboje (včetně principu metod pro získávání relevantních parametrů a nábojů) 7. Geometrická optimalizace molekulárních systémů (minimalizace potenciální energie) 8. Simulace v periodických okrajových podmínkách 9. Simulace v explicitním a implicitním solventu 10. Root Mean Square Deviation (RMSD) 11. Radiální distribuční funkce, 12. Gyrační poloměr, Hydrodynamický poloměr 13. Vazebná energie (+ princip MMPBSA techniky), difuze (difuzní koeficient).
|
|
Studijní aktivity a metody výuky
|
|
nespecifikováno
|
|
Výstupy z učení
|
Náplní tohoto kurzu je počítačové modelování molekulárních systémů na atomární úrovni. Studenti zde pracují s profesionálními simulačními balíky, které umožňují vytváření, simulace a analýzy realistických molekulárních modelů. Použity jsou mechanické molekulární modely, jejichž potenciální energie (jednotlivé interakce) je popsána pomocí tzv. empirického silového pole a samotné simulace jsou realizovány simulační metodou Molekulární dynamika. Cílem kurzu je seznámit posluchače s velmi zajímavou a atraktivní metodikou, která v dnešní době tvoří již neodmyslitelnou součást materiálového výzkumu včetně nejrůznějších biomedicínských aplikací. Krom praktické práce se simulačním software jsou studenti na odpovídající úrovni obeznámeni i se základními pojmy a konkrétními algoritmy úzce souvisejícími s danou problematikou (např. empirické silové pole, molekulární dynamika, geometrická optimalizace molekulárních systémů (minimalizace potenciální energie), termostat, vazebná energie atd.). Příklady pro výpočetní cvičení pokrývají jak materiálové aplikace (polymerní systémy, nanokompozity), tak jednodušší biomolekulární systémy. Nasimulované molekulární systémy jsou následně analyzovány (konformační analýzy, výpočty vazebných energií, analýzy transportních vlastností (difuze) atd.). Přednáška je s cvičením spojena do jednoho čtyřhodinového bloku, v rámci kterého je teoretický výklad (z kraje převládající) vhodně kombinován s řešením praktických simulačních úloh, jimž je celkově věnována většina času.
|
|
Předpoklady
|
nespecifikováno
|
|
Hodnoticí metody a kritéria
|
nespecifikováno
- aktivní účast na přednáškách a cvičeních (max. 2 neomluvené absence) - nasimulování a analýzy všech zadaných molekulárních systémů (Z) - ústní zkouška z teoretického základu
|
|
Doporučená literatura
|
-
Alan Hinchliffe. Molecular Modelling for Beginners, second edition, Wiley, 2008. ISBN 978-0-470-51314-9.
-
1. Andrew R. Leach. Molecular Modelling: Principles and Applications.
-
3. Daan Frenkel and Berend Smit. Understanding Molecular Simulation .
-
4. Comba, T,W.Hambley. Molecular modeling.
-
5. Materials Studio. Amber, UCSF Chimera, VMD.
-
6. Interní výukové texty jako návody na výpočetní praktikum. uložené na katedře fyziky PřF UJEP.
|