Molecular dynamics (MD) simulations : Conformational properties of polypeptides

소개글

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목차

1. Abstract
2. Introduction
3. Experimental Methods
4. Result and Discussion
5. Conclusion
6. Reference

본문내용

1. Abstract
분자동력학은 분자의 여러 물리량을 분자를 구성하는 입자의 운동에 근거하여 고전 역학을 이용하여 해석한다. 모든 움직임이 뉴턴 역학을 따른다고 가정하고 계산하기 때문에 생기는 차이를 최소화하기 위해 force field를 이용하는 여러 컴퓨터 프로그램을 실행한다. 이 실험에서는 폴리알라닌과 폴리글라이신의 구조를 시스템화하고, 이들의 여러 물리량을 GROMACS를 이용해 시뮬레이션을 수행하고 분석해본다.

2. Introduction
Computational chemistry는 화학, 물리 현상의 연구에 컴퓨터를 응용하는 화학 분야로 분자궤도 계산과 계산기 시뮬레이션 및 데이터베이스의 3개 영역을 포함한다. 컴퓨터 화학에는 두 가지 접 근법이 있는데, 첫 번째로는 분자구조와 화학 반응을 이해하는 전자 구조 연구와 많은 분자들로 구성된 액체 또는 고체의 구조와 역학을 이해하는 분자역학이 있다. 단백질이나 수용액에서의 나 노 입자들에 대한 연구가 여기에 포함된다. 분자 역학은 작은 분자에서부터 큰 생체막과 같은 분자집단의 연구에 사용된다. 고전적인 역학을 바탕으로 분자 시스템을 설명하는데, 분자를 구와 용수철에 근사 시켜 그 에너지를 계산한다. 계의 열역학적 성질을 도출할 수 있는 통계역학의 분배함수의 계산을 실행하는 몬테카를로법과 분자 집단계의 운동방정식을 풀어서 각기의 분자 궤적을 구하는 분자 동력학을 포함한다. 그런데, 이 실험에서는 분자 동력학에 대해서만 다룰 것이다.
분자동력학은 원자, 분자의 양자 상태의 충돌로 인한 변화, 이온화와 화학 반응, 광화학 반응 등의 소 과정을 원자, 분자를 구성하는 입자의 운동에 근거하여 실험적 및 이론적으로 해명한다. 혹은 액상이나 응축계의 통계적 물리량을 그것을 구성하는 다수의 원자, 분자 운동을 전산 시뮬레이션으로 연구한다. 사실 분자는 양자역학을 적용해야 실험 결과에 맞는 해석을 할 수 있다. 그런데, 거대 분자계에서의 동력학을 양자로 계산하기는 무리가 있어 뉴턴의 고전 역학을 이용하여 계산 시간을 줄이게 된다. 흔히 알려진 뉴턴의 방정식은 처음의 위치(x_0)와 속도(u_0)를 가정하면, 이렇게 나타내어진다.

참고 자료

Natural structural & Molecular biology, The birth of computational structural biology, figure 1, Michael Levitt
[네이버 지식백과] 알라닌 [alanine] (시사상식사전, 박문각)
[네이버 지식백과] 글리신 [glycine] (두산백과)
Physical Methods in Chemistry Ⅰ, spring 2016
http://en.wikipedia.org/wiki/Ramachandran_plot
http://blog.daum.net/queenjsj/140
『수소결합이 존재하는 고분자 용액에서 작은 분자의 확산에 관한 실험 및 이론적 접근, 포항공과대학교 대학원 이현정, 1997』