Методы молекулярного моделирования в настоящее время стали незаменимым инструментом изучения биомолекул, позволяющим решать широкий класс задач, зачастую недоступных экспериментальным методам. Методы молекулярного моделирования широко используются для исследования структурно-функциональных взаимосвязей в биомолекулах, поиска новых лекарств, исследования свойств отдельных молекул и их ансамблей, в том числе липидных мембран.

В рамках задачи вы ознакомятесь с теоретическими основами и вычислительными алгоритмами молекулярного моделирования. Вам будет предложено создать атомную модель молекулы аминокислоты, при помощи методов вычислительной квантовой химии рассчитать ее равновесные геометрические характеристики, а также исследовать ее поверхность потенциальной энергии.

<!--more-->

Полученные данные будут использованы для создания молекулярно-механической модели олигопептида. На заключительном этапе эта молекулярно-механическая модель будет использована для изучения ее динамических характеристик с использованием методов молекулярной динамики.

Целью работы является освоение методов квантово-химических расчетов с использованием пакета PC GAMESS и методов молекулярно-динамических расчетов с использованием пакета GROMACS. Методы квантовой химии позволяют вычислять равновесные конфигурации молекул и энергии произвольных конформаций, а также получать строгие энергетические характеристики различных движений и электронно-спиновых состояний. Методы молекулярной динамики позволяют оценивать подвижности молекул и отдельных участков молекул, а также оценивать энергию межмолекулярного и внутримолекулярного взаимодействий.

В ходе выполнения данной задачи вы научатесь работать с вышеупомянутыми пакетами программ. Задача построена таким образом, что бы показать не только принципы работы соответствующих пакетов программ, но и обучить вас применению этих принципов к исследованию произвольных молекулярных систем. В частности, таких, которые ранее не изучались численными методами.