Molekuuldinamieksimulasie

'n Molekuuldinamieksimulasie is 'n rekenkundige metode wat daartoe dien om te voorspel hoe dele van 'n molekuul, byvoorbeeld enkele atome, met verloop van tyd beweeg.^{[1][2][3][4][5]} Dit is gebaseerd op 'n statiese driedimensionele struktuur wat onder andere deur X-straalkristallografie, elektronmikroskopie of kernmagnetieseresonansie bepaal kan word.

Molekulêre dinamika-simulasies word dikwels gebruik om biofisiese stelsels te bestudeer. Hier uitgebeeld is 'n 100 ps simulasie van water.

Hoefsaaklik word die berekening met behulp van kragvelde uitgevoer wat interaksies tussen atome of atoomgroepe volgens formules van die klassiese meganika beskryf, omdat sulke benadering minder berekeningstyd verg as 'n presiesere model op die grondslag van kwantummeganika.

Een gebied waarop molekuuldinamieksimulasies benut word, is die biomediese navorsing waar kwessies soos die effek van mutasies op proteïenstrukture of die ondersoek van intermolekulêre interaksies belangrike toepassings is. Deur te ontleed watter kontakte byvoorbeeld 'n potensiële nuwe geneesmiddel met sy teiken vorm, kan sonder duur en ingewikkelde eksperimente 'n eerste onderskeiding tussen waarskynlik doeltreffende en vermoedelik vals positiewe stowwe verkry word. Daar bestaan sommige deels kostelose programme soos NAMD, AMBER of gromacs waarmee molekuuldinamieksimulasies vir gewone proteïene en kernsure relatief maklik deurvoerbaar is. Dit is egter belangrik om nie te vergeet dat die realiteit daarby slegs nageboots word nie sodat die afgeleide stellings beslissend van die gekose parameters se kwaliteit afhang.

Molekuuldinamieksimulasie is ook "statistiese meganika deur getalle" genoem, en "Laplace se visie van Newtonse meganika" om die toekoms te voorspel deur die natuur se kragte te animeer en insig in molekulêre beweging op 'n atoomskaal toe te laat.^[6]

Verwysings

1. Allen MP, Tildesley DJ (1989). Computer simulation of liquids. Oxford University Press. ISBN 0-19-855645-4.
2. McCammon JA, Harvey SC (1987). Dynamics of Proteins and Nucleic Acids. Cambridge University Press. ISBN 0-521-30750-3.
3. Rapaport DC (1996). The Art of Molecular Dynamics Simulation. ISBN 0-521-44561-2.
4. Griebel M, Knapek S, Zumbusch G (2007). Numerical Simulation in Molecular Dynamics. Berlin, Heidelberg: Springer. ISBN 978-3-540-68094-9.
5. Frenkel D, Smit B (2002) [2001]. Understanding Molecular Simulation : from algorithms to applications. San Diego: Academic Press. ISBN 978-0-12-267351-1.
6. Schlick T (1996). "Pursuing Laplace's Vision on Modern Computers". Mathematical Approaches to Biomolecular Structure and Dynamics. The IMA Volumes in Mathematics and its Applications. Vol. 82. pp. 219–247. doi:10.1007/978-1-4612-4066-2_13. ISBN 978-0-387-94838-6.