レナード ジョーンズ ポテンシャル - 10 多粒子系の運動方程式

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ポテンシャル レナード ジョーンズ 【物理シミュレーションに挑戦!】古典力学様々な力による物理シミュレーション4:レナード・ジョーンズ相互作用による運動

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粒子同士の相互作用(2)

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10 多粒子系の運動方程式

しかし、時間変化や非定常状態を知りたい場合には分子動力学法を用いる必要があります。

  • リガンドと受容体がどれほど結合しやすいかを定量(熱力学)的に見積もることは、新規薬剤の開発や、既存の薬剤分子の高機能化を戦略的に進めるうえで非常に重要となります。

  • frameとpixelはそれぞれ時間と距離の単位になります。

【物理シミュレーションに挑戦!】古典力学様々な力による物理シミュレーション4:レナード・ジョーンズ相互作用による運動

2 fsの積分刻みで数値積分していくと、それぞれ1周期を5点、50点で積分していくことに相当する。

  • 一例としては、SHAKE法による水素原子を含む結合の拘束、NVTアンサンブル、カットオフ距離9. つまり、複数の分子間で生じる相互作用は、単純に「足し合わせ」で表されると仮定しているわけです。

  • このような現象を再現するのに、分子動力学は効率的ではない。

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温度と圧力の制御にもいくつかの手法が用いられている。

  • このブーストポテンシャルは任意に設定可能であり、通常は、何らかの原子構造の幾何学的パラメータsを用いることが多い。

  • その処方としては、 i 全原子の速度を一斉に定数倍する(速度スケーリング法 [TP1]) ii 温度を上げたい時には加速、下げたい時には減速する粘性係数的な仮想変数を導入し、その仮想変数の支配方程式は設定温度と系の温度との差に比例して時間変化数する(Nose-Hoover法 [TP1, 2])エネルギー(ハミルトニアン)はゆらぐが、系のエネルギーと熱浴のハミルトニアンは保存されるのが特徴である。

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これをシフトポテンシャルと呼ぶ。

  • 次いでポリペプチド鎖中の限定された領域に出現する繰り返し構造を二次構造(secondary structure)と呼びます。

  • ・速度ベルレ法:精度が比較的高く計算負荷が低いことからよく用いられる差分法 ・ギア法:精度を上げるために、加速度より高次の時間微分量などを用いて、次のステップの状態を決める。

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・温度が高くなればなるほど熱膨張するので、平衡原子間距離は大きくなる。

  • このような距離を「 カットオフ半径」といい、これによって計算時間を短縮することができます。

  • 1つのタンパク質名で検索しても、いくつかのPDBファイルが候補として表示されます。

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しかしながら、化学反応を含まない系や電子が非局在していない系に対してはむしろ計算コストの圧倒的に低い経験ポテンシャルの法が精度的に優れており、特別な目的がない限り経験ポテンシャルが用いられています。

  • 斥力部 の依存性は、引力部に の 依存性を仮定し、実験事実を最も再現するように決められた。

  • ・分子動力学(Molecular Dynamics, MD)法 分子力学法と同様に力学的な手法ですが、運動方程式を基礎にしている点が分子力学法と異なります。

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実際に計算結果を実験データと比較するためには温度と圧力をコントロールする必要があり、そのための処方が提唱されている。

  • なお、各々の構造ファイルには「101M」のような4文字の数字とアルファベットからなるPDB IDが割り当てられています。

  • ディフォルトは妥当な値)。




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