Membri
Prof. Dr. Dan Mihăilescu
Activitate de cercetare: Modelare moleculară și bioinformatică
WWW: Metode de simulare moleculară
Modelarea moleculară îmbină metode teoretice şi tehnici computaţionale pentru a studia molecule şi sisteme moleculare la nivel atomic. Metodele de studiu cel mai des folosite pentru a studia biomoleculele sunt metodele de mecanică moleculară care utilizează legile mecanicii clasice pentru a minimiza energia sistemului sau pentru a investiga modificarea sistemului în timp. În cadrul unui model atomistic al moleculei luate în studiu, fiecare atom este considerat ca fiind o singură particulă căreia îi sunt asociate coordonate carteziene, coordonate interne, o anumită rază van der Waals şi o sarcină electrică netă (determinată experimental sau teoretic prin metode de mecanică cuantică). Energia potenţială a sistemului este calculată ca o sumă de energii date de variaţia lungimii legăturilor dintre atomi, a mărimii unghiurilor şi diedrelor faţă de valorile ce corespund stării de echilibru la care se adaugă şi energia datorată atomilor nelegaţi care apare sub formă de interacţiuni van der Waals şi electrostatice. Valorile la echilibru utilizate pentru comparaţie au fost determinate rezolvând funcţia de energie empirică de mecanică moleculară şi sunt incluse într-un set de parametrii numit câmp de forţe . Minimizarea energiei este utilă pentru a rafina structura studiată, respectiv pentru a găsi conformaţia optimă a acelei molecule. Dinamica moleculară reprezinţă o tehnică ce poate fi folosită pentru studiul evoluţiei sistemelor de molecule în timp şi permite predicţia proprietăţilor statice şi dinamice ale substanţelor funcţie de modul în care moleculele interacţionează. Informaţiile obţinute prin calcule de dinamică moleculara redau dependenţa de timp şi amploarea fluctuaţiilor moleculei atât din punct de vedere al poziţiei, cât şi al vitezei. Prin simulări de dinamică moleculară se poate realiza corelaţia dintre structura moleculei şi funcţia sa biologică. Pentru descrierea mişcarilor fundamentale ale biomoleculelor poate fi folosită şi analiza modurilor normale. Analiza de moduri normale utilizează un sistem de coordonate numit sistemul modurilor normale de vibraţie, obţinut cu ajutorul coordonatelor carteziene, prin aproximarea armonică.
