Potenciál střední síly - Potential of mean force

tento článek vyžaduje pozornost odborníka na chemii. Přidejte prosím důvod nebo a mluvit parametr k této šabloně pro vysvětlení problému s článkem. Chemie WikiProject může pomoci s náborem odborníka. (Listopadu 2008)

Při výpočtovém zkoumání systému by nás mohlo zajímat, jak se volná energie mění jako funkce nějaké inter- nebo intramolekulární souřadnice (například vzdálenost mezi dvěma atomy nebo torzní úhel). Plocha volné energie podél zvolené souřadnice se označuje jako potenciál střední síly (PMF). Pokud je sledovaný systém v rozpouštědle, pak PMF také zahrnuje účinky rozpouštědla.^[1]

Obecný popis

PMF lze získat v simulacích Monte Carlo nebo Molecular Dynamics, které zkoumají, jak se energie systému mění v závislosti na konkrétním parametru souřadnic reakce. Může například zkoumat, jak se energie systému mění jako funkce vzdálenosti mezi dvěma zbytky, nebo když je protein tažen lipidovou dvojvrstvou. Může to být geometrická souřadnice nebo obecnější energetická (rozpouštědlová) souřadnice. Simulace PMF se často používají ve spojení s vzorkování deštníku, protože simulace PMF obvykle nedokáže adekvátně vzorkovat systémový prostor, jak postupuje.^[2]

Matematický popis

The Potenciál střední síly^[3] systému s N částicemi je konstrukcí potenciál, který dává průměrnou sílu ve všech konfiguracích všech n + 1 ... N částic působících na částice j v jakékoli pevné konfiguraci udržování pevné sady částic 1 ... n

${displaystyle -abla _ {j} w ^ {(n)}, =, {frac {int e ^ {- eta V} (- abla _ {j} V) dq_ {n + 1} tečky dq_ {N}} {int e ^ {- eta V} dq_ {n + 1} tečky dq_ {N}}}, ~ j = 1,2, tečky, n}$

Výše, ${displaystyle -abla _ {j} w ^ {(n)}}$ je průměrovaná síla, tj. „střední síla“ na částice j. A ${displaystyle w ^ {(n)}}$ je takzvaný potenciál střední síly. Pro ${displaystyle n = 2}$, ${displaystyle w ^ {(2)} (r)}$ je průměrná práce potřebná k tomu, aby se tyto dvě částice dostaly z nekonečného oddělení na dálku ${displaystyle r}$. Souvisí to také s radiální distribuční funkce systému, ${displaystyle g (r)}$, od:^[4]

${displaystyle g (r) = e ^ {- eta w ^ {(2)} (r)}}$

aplikace

Potenciál střední síly ${displaystyle w ^ {(2)}}$ se obvykle používá v Boltzmannova inverzní metoda jako první odhad efektivního potenciálu interakce párů, který by měl reprodukovat správnou funkci radiálního rozdělení v mezoskopické simulaci.^[5]Lemkul a kol. použili simulace řízené molekulární dynamiky k výpočtu potenciálu střední síly k posouzení stability Alzheimerových amyloidových protofibril.^[6] Gosai a kol. také použili simulace vzorkování deštníku, aby ukázaly, že potenciál střední síly klesá mezi trombinem a jeho aptamerem (komplex protein-ligand) vlivem elektrických polí.^[7]

Viz také

• Statistický potenciál

Reference

Další čtení

• McQuarrie, D. A. Statistická mechanika.
• Chandler, D. (1987). Úvod do moderní statistické mechaniky. Oxford University Press.

externí odkazy

• Potenciál střední síly

Tento chemie související článek je a pahýl. Wikipedii můžete pomoci pomocí rozšiřovat to.