Molekulární dynamika - výpočty volné energie

Sylabus

1. Průkopníci výpočtů volné energie (1935 Kirkwood, 1938 Landau, 1954 Zwanzig, 1963 Widom, 1967 McDonald & Singer, 1984 McCammon, 1985 Jorgensen)

2. Příklady využití výpočtů volné energie (solvatační volná energie, porovnání vazebných schopností inhibitorů do aktivního místa enzymu, vliv bodových mutací aminokyselin na vazbu ligandu, energetická bariéra při průchodu léku buněčnou membránou)

3. Metody založené na histogramech a distribucích pravděpodobnosti

4. Výpočty rozdílů volné energie prostřednictvím perturbační teorie

5. Termodynamická integrace

6. Alchymistické výpočty volné energie, termodynamické cykly

7. Výpočty relativní vazebné volné energie

8. Výpočty absolutní vazebné volné energie

9. Výpočty profilu volné energie

10. Metody Umbrella Sampling, Blue Moon, Adaptive Biasing Force, Metadynamika

11. Nerovnovážné metody pro výpočet rovnovážné volné energie

12. Výpočty volné energie jako nástroj pro racionální design léků

Anotace

Predikovat schopnost ligandu vázat se k proteinu či pronikat skrz buněčnou membránu, což je klíčové při racionálním designu léků prostřednictvím molekulárně dynamických simulací, nelze bez znalosti změn volné energie, které jsou s těmito procesy spojené. Tato série přednášek a cvičení poskytuje systematický přehled metod, které lze pro výpočty volné energie použít.