مدل سازی مولکولی ( به انگلیسی: Molecular modelling ) به کلیه تکنیک های تئوری و محاسباتی گفته می شود که در آن رفتار یک یا چند مولکول به وسیله مدل های گرافیکی مطالعه می شود. این تکنیک ها در علومی چون شیمی محاسباتی و داروسازی به کار می رود. از کامپیوترها برای انجام مدل سازی مولکولی استفاده می شود. ویژگی مشترک روشهای مدل سازی مولکولی، توصیف سطح اتمی سیستم های مولکولی است. این ممکن است شامل رفتار اتم ها به عنوان کوچکترین واحد فردی ( یک رویکرد مکانیک مولکولی ) ، یا مدل کردن پروتون ها و نوترون ها با کوارک ها، ضد کوارک ها و گلون ها و الکترون های خود با فوتون های آن باشد ( یک رویکرد کوانتومی شیمیایی ) .
مولکول ها را می توان در خلأ ویا در یک حلال مانند آب مدل کرد. شبیه سازی سیستم ها در خلاء شبیه سازی فاز گازی و شبیه سازی در حضور مولکول های حلال را شبیه سازی در فاز حلال گفته می شود.
مکانیک مولکولی یکی از جنبه های مدل سازی مولکولی است، زیرا شامل استفاده از مکانیک کلاسیک ( مکانیک نیوتنی ) برای توصیف پایه فیزیکی در پشت مدل ها است. مدل های مولکولی به طور معمول اتم ها را به عنوان بار نقطه ای با میزان جرم مشخص توصیف می کنند. فعل و انفعالات بین اتم های همسایه با پیوندهای شیمیایی و نیروهای واندروالسی توصیف شده است. پتانسیل لئونارد - جونز معمولاً برای توصیف دومی استفاده می شود؛ از طرفی برهم کنش های الکترواستاتیک براساس قانون کولون محاسبه می شوند. به اتم ها مختصات در فضای دکارتی اختصاص می یابد همچنین از این طریق می توان در شبیه سازی های پویا سرعت را تعیین کرد. سرعت اتمی مربوط به دمای سیستم، یک مقدار ماکروسکوپی است؛ این متغیر مربوط به انرژی کل سیستم است که یک مقدار ترمودینامیکی که برابر با مجموع انرژی های پتانسیل و جنبشی می باشد. روش هایی که انرژی پتانسیل را به حداقل می رسانند، روشهای به حداقل رساندن انرژی نامیده می شوند و روش هایی که رفتار سیستم را با انتشار زمان مدل می کنند، مکانیک های مولکولی نامیده می شوند. [ ۱] فعالیت پروتئین ها به ساختمان سه بعدی آن ها بستگی دارد، اما موقعیت دقیق اتم ها به دلیل حرکت های حرارتی دائماً در حال تغییر است. اطلاعات مربوط به ساختمان سه بعدی پروتئین ها که با روش های تجربی به دست می آید در واقع میانگینی از رویدادهایی است که به طور لحظه ای در مولکول اتفاق می افتند و به همین دلیل بسیاری از جزئیات لازم برای درک سازوکار عمل پروتئین را روشن نمی کند. از این منظر ساختمان سه بعدی یک مولکول پروتئینی یک ساختار منحصر به فرد نیست، بلکه مجموعه ای از ساختارهای نزدیک به هم است که با گذشت زمان به هم تبدیل می شوند و همه آن ها باید در محاسبه ها و تحلیل های مربوط به مطالعه نحوی عمل پروتئین ها در نظر گرفته شوند. در حال حاضر شواهد کافی وجود دارد که حرکت های درون مولکولی پروتئین ها برای تأمین نیازهای مختلف مراحل متعدد سازوکار عمل یک مولکول، پویایی لازم را فراهم می کنند. این شواهد همچنین نشان می دهند که حرکت های درون مولکولی در تمام جهت های فضا یکسان نیستند و حرکت هایی که اهمیت بیشتری برای عمل پروتئین دارند با احتمال بالاتری روی می دهند. با توجه به اهمیت این حرکت ها در تاخوردگی پروتئین ها فعالیت آنزیمی و اتصال و شناسایی مولکولی، مطالعات مکانیک مولکولی راهی اساسی برای شناخت رابطهٔ حرکت های مولکول و نحوه کارکرد آن است. یافتن عوامل ساختاری که به حرکت های درون مولکولی جهت می دهند یک گام اساسی برای شناخت رابطه ساختمان و عمل پروتئین هاست که در حال حاضر یکی از اولویت های پژوهش های زیست شناسی است و به ویژه برای مهندسی و طراحی پروتئین مهم است.
این نوشته برگرفته از سایت ویکی پدیا می باشد، اگر نادرست یا توهین آمیز است، لطفا گزارش دهید: گزارش تخلفمولکول ها را می توان در خلأ ویا در یک حلال مانند آب مدل کرد. شبیه سازی سیستم ها در خلاء شبیه سازی فاز گازی و شبیه سازی در حضور مولکول های حلال را شبیه سازی در فاز حلال گفته می شود.
مکانیک مولکولی یکی از جنبه های مدل سازی مولکولی است، زیرا شامل استفاده از مکانیک کلاسیک ( مکانیک نیوتنی ) برای توصیف پایه فیزیکی در پشت مدل ها است. مدل های مولکولی به طور معمول اتم ها را به عنوان بار نقطه ای با میزان جرم مشخص توصیف می کنند. فعل و انفعالات بین اتم های همسایه با پیوندهای شیمیایی و نیروهای واندروالسی توصیف شده است. پتانسیل لئونارد - جونز معمولاً برای توصیف دومی استفاده می شود؛ از طرفی برهم کنش های الکترواستاتیک براساس قانون کولون محاسبه می شوند. به اتم ها مختصات در فضای دکارتی اختصاص می یابد همچنین از این طریق می توان در شبیه سازی های پویا سرعت را تعیین کرد. سرعت اتمی مربوط به دمای سیستم، یک مقدار ماکروسکوپی است؛ این متغیر مربوط به انرژی کل سیستم است که یک مقدار ترمودینامیکی که برابر با مجموع انرژی های پتانسیل و جنبشی می باشد. روش هایی که انرژی پتانسیل را به حداقل می رسانند، روشهای به حداقل رساندن انرژی نامیده می شوند و روش هایی که رفتار سیستم را با انتشار زمان مدل می کنند، مکانیک های مولکولی نامیده می شوند. [ ۱] فعالیت پروتئین ها به ساختمان سه بعدی آن ها بستگی دارد، اما موقعیت دقیق اتم ها به دلیل حرکت های حرارتی دائماً در حال تغییر است. اطلاعات مربوط به ساختمان سه بعدی پروتئین ها که با روش های تجربی به دست می آید در واقع میانگینی از رویدادهایی است که به طور لحظه ای در مولکول اتفاق می افتند و به همین دلیل بسیاری از جزئیات لازم برای درک سازوکار عمل پروتئین را روشن نمی کند. از این منظر ساختمان سه بعدی یک مولکول پروتئینی یک ساختار منحصر به فرد نیست، بلکه مجموعه ای از ساختارهای نزدیک به هم است که با گذشت زمان به هم تبدیل می شوند و همه آن ها باید در محاسبه ها و تحلیل های مربوط به مطالعه نحوی عمل پروتئین ها در نظر گرفته شوند. در حال حاضر شواهد کافی وجود دارد که حرکت های درون مولکولی پروتئین ها برای تأمین نیازهای مختلف مراحل متعدد سازوکار عمل یک مولکول، پویایی لازم را فراهم می کنند. این شواهد همچنین نشان می دهند که حرکت های درون مولکولی در تمام جهت های فضا یکسان نیستند و حرکت هایی که اهمیت بیشتری برای عمل پروتئین دارند با احتمال بالاتری روی می دهند. با توجه به اهمیت این حرکت ها در تاخوردگی پروتئین ها فعالیت آنزیمی و اتصال و شناسایی مولکولی، مطالعات مکانیک مولکولی راهی اساسی برای شناخت رابطهٔ حرکت های مولکول و نحوه کارکرد آن است. یافتن عوامل ساختاری که به حرکت های درون مولکولی جهت می دهند یک گام اساسی برای شناخت رابطه ساختمان و عمل پروتئین هاست که در حال حاضر یکی از اولویت های پژوهش های زیست شناسی است و به ویژه برای مهندسی و طراحی پروتئین مهم است.
wiki: مدل سازی مولکولی