BIOMOLEKULÁRNÍ SIMULACE
|
|
- Zdenka Vaňková
- před 8 lety
- Počet zobrazení:
Transkript
1 BIOMOLEKULÁRNÍ SIMULACE
2 Proč 3D struktury? - anatomie of biomolekulárních systémů (interakce, konformace, katalysa atd.) - vývoj léčiv založený na struktuře - proteinové a enzymové inženýrství
3 Proč biomolekulární simulace - 4D struktury - moleculární mikroscopie - vysvětlení strukturních změn, interpretace experimentů - predikce
4 BIOMOLEKULÁRNÍ SIMULACE - stabilita proteinů v různých prostředích vliv kovalentních modifkací na strukturu proteinů sbalování proteinů validace předpovězených struktur proteinů interakce protein-ligand, protein-protein membránové struktury struktury dalších biopolymerů mechanika biopolymerů a jejich komplexů přenos signálu v biomolekulárních systémech virtuální experimenty servis experimentálních metod
5 Newtonovy pohybové zákony 2 mi ri t 2 =Fi V Fi = ri
6 Simulace molekulové dynamiky 1957 hard spheres - Alder & Waiinwright 1964 argon? Rahman 1971 voda 2.2 ps Rahman & Stillinger 1977 BPTI 8 ps 1988 fosfolipidová dvojvrstva 200 ps Egberts & Berendsen 1993 biotin-streptavidin 108 ps Myiamoto & Kollman 1995 bacteriorhodopsin 300 ps Edholm et al porin 1 ns Tieleman & Berendsen 1998 sbalování 1 μs Duan & Kollman 2011 sbalování ms Lindorff-Larsen et al simulace virové kapsidy ns Zhao et al. McCammon et al.
7
8 Software pro biomolekulární simulace zdarma GROMACS levné AMBER - GROMOS - CHARMM - drahé
9 S-peptide demo
10 S-peptide GROMACS 1. počáteční souřadnice 2. topologie 3. instrukce pro program
11 S-peptide GROMACS převedení speptide.pdb do topologie a souřadnic, přidání vodíků $ pdb2gmx -f speptide -o speptide -p speptide + vyber správné silové pole vytvoření boxu s proteinem uprostřed $ editconf -f speptide -o box -c -d 1 naplnění boxu vodou $ genbox -cp box -cs -p speptide -o solvated přidání proti-iontů, pokud třeba
12 S-peptide GROMACS 1. počáteční souřadnice (speptide.gro) Go Rough, Oppose Many Angry Chinese Serial killers 286 1LYS N LYS H LYS H LYS H ALA C ALA OC ALA OC S-peptide (19 aminokyselin, 286 atomů, C86H140N27O32S, 1 Cl-, 859 H2O)
13 S-peptide GROMACS 2. topologie (speptide.top) 22 typů atomů 286 atomů 287 vazeb, interakcí 513 valenčních úhlů 798 torsí + topologie vody a iontů
14 S-peptide GROMACS 3. instrukce pro program (md.mdp) integrator = constraints = constraint_algorithm = dt = nsteps = nstcomm = nstxout = nstvout = nstfout = nstlog = nstenergy = nstlist = ns_type = coulombtype = rlist = rcoulomb = rvdw = použij molecular dynamics md fixované délky vazeb all-bonds lincs ; ps! ; total 1 ns. 1 simulovaný čas 250 ( krát 2 fs = 1 ns) frekvence ukládání 10 grid PME 1.0 nastavení modelování 1.0 nekovalentních interakcí 1.0
15 S-peptide GROMACS 3. instrukce pro program (speptide.top) ; Berendsen temperature coupling is on in two groups Tcoupl = berendsen tc-grps = Protein SOL udržování teploty tau_t = ref_t = ; Energy monitoring energygrps = Protein SOL ; Isotropic pressure coupling is now on Pcoupl = berendsen Pcoupltype = isotropic tau_p = 0.5 udržování tlaku compressibility = 4.5e-5 ref_p = 1.0 ; Generate velocites is off at 300 K. gen_vel = no gen_temp = teplota při startu gen_seed =
16 S-peptide minimizace energie $ grompp -f em -c solvated -p speptide -o em1 $ mdrun -s em1 -o em1 -e em1 -g em1 -c after_em1 simulace molekulární dynamiky $ grompp -f md -c after_em1 -p speptide -o md1 $ mdrun -s md1 -o md1 -e md1 -g md1 -c after_md1 Step Time Lambda Rel. Constraint Deviation: Max between atoms RMS Before LINCS After LINCS Energies (kj/mol) Angle Proper Dih. Ryckaert Bell. LJ 14 Coulomb e e e e e+03 LJ (SR) Coulomb (SR) Potential Kinetic En. Total Energy e e e e e+04 Temperature Pressure (bar) e e+02
17 S-peptide NODE (s) Real (s) (%) Time: :33 (Mnbf/s) (GFlops) (ns/day) (hour/ns) Performance: Finished mdrun on node 0 Sun Sep 20 11:21:
18 Příklady V. Spiwok, P. Lipovová, T. Skálová, J. Dušková, J. Dohnálek, J. Hašek, N.J. Russell, B. Králová: J. Mol. Model. (2007) 13:
19 Příklady V. Spiwok, P. Lipovová, T. Skálová, J. Dušková, J. Dohnálek, J. Hašek, N.J. Russell, B. Králová: J. Mol. Model. (2007) 13:
20 Příklady V. Spiwok, P. Lipovová, T. Skálová, J. Dušková, J. Dohnálek, J. Hašek, N.J. Russell, B. Králová: J. Mol. Model. (2007) 13:
21 Uvnitř simulace molekulární dynamiky
22 Newtonovy pohybové zákony síly 2 hmotnosti mi ri t 2 =Fi V Fi = ri potenciální energie
23 Simulace molekulární dynamiky vs Minimalizace energie r r
24 Potenciální energie dobrá struktura nízká energie špatná struktura vysoká energie
25 Silová pole Proteiny, nukleové kyseliny, lipidy: AMBER GROMOS OPLS CHARMM obecné molekuly: GAFF MM2 MM3 MMFF speciální: Glycam (sacharidy) Martini (coarse grained)
26 Force fields all atom united atom coarse grained
27 Silové pole V = k r r r 0 k 0 bonds 2 angles 2 k 1 cos n s torsions pairs [ 12 ij 12 ij qi q j C r r ij r C 6 ij 6 ij r ]
28 Silové pole V = k r r r 0 k 0 bonds 2 angles 2 k 1 cos n s torsions pairs [ 12 ij 12 ij qi q j C r r ij r bonds C 6 ij 6 ij r ]
29 Harmonický potenciál potenciál: 1 2 V = k r r r 0 2 síla: r F = k r r r 0 r0 r
30 Silové pole V = k r r r 0 k 0 bonds 2 angles 2 k 1 cos n s torsions pairs [ 12 ij 12 ij qi q j C r r ij r valence angles C 6 ij 6 ij r ]
31 Silové pole V = k r r r 0 k 0 bonds 2 angles 2 k 1 cos n s torsions pairs [ 12 ij 12 ij qi q j C r r ij r torsions C 6 ij 6 ij r ]
32 Torse vlastní torse nevlastní torse
33 Silové pole V = k r r r 0 k 0 bonds 2 angles 2 k 1 cos n s torsions pairs [ 12 ij 12 ij qi q j C r r ij r non-covalent electrostatic interactions C 6 ij 6 ij r ]
34 Parciální náboje
35 Silové pole V = k r r r 0 k 0 bonds 2 angles 2 k 1 cos n s torsions pairs [ 12 ij 12 ij qi q j C r r ij r non-covalent van der Waals interactions C 6 ij 6 ij r ]
36 Lennardův-Jonesův potenciál 12 6 C C V = 12 6 r r r rvdw r0
37 1 2, 1 3, 1 4 interakce pouze kovalentní 1 3 pouze kovalentní 1 4 nekovalentní interakce sníženy 1 5, 1 6 atd. nekovalentní interakce jako obvykle
38 [ atomtypes ] ;name bond_type mass charge ptype sigma epsilon opls_111 OW A e e 01 opls_112 HW A e e+00 [ moleculetype ] ; molname nrexcl SOL 2 [ atoms ] ; id at type res nr residu name at name cg nr charge 1 opls_111 1 SOL OW opls_112 1 SOL HW opls_112 1 SOL HW [ bonds ] ; i j funct length force.c [ angles ] ; i j k funct angle force.c
39 Voda (TIP3P model) [ atomtypes ] ;name bond_type mass charge ptype sigma epsilon opls_111 OW A e e 01 opls_112 HW A e e+00 [ moleculetype ] ; molname nrexcl SOL 2 [ atoms ] ; id at type res nr residu name at name cg nr charge 1 opls_111 1 SOL OW opls_112 1 SOL HW opls_112 1 SOL HW [ bonds ] ; i j funct length force.c [ angles ] ; i j k funct angle force.c
40 Jak ziskat (chybějící) parametry silového pole? 1. Jiná silová pole (s opatrností) 2. Experiment IČ, krystalografie, Molekulární modelování kvantová chemie
41 Chemické reakce - kvantová chemie - kombinace moleculární a kvantové mechaniky (QM/MM) - molekulární mechanika trénovaná kvantovou chemií (empirical valence bond) - speciální reaktivní silová pole
42 QM/MM M. Krupička, I. Tvaroška: J Phys Chem B (2009) 113(32):
43 Constraints
44 Periodická okrajová podmínka
45 Udržování teploty Termostat Berendsenův, Noseův-Hooverův, V-rescale Počáteční rychlost Barostat Berendsenův, Parrinellův-Rahmanův Udržování povrchového napětí
46 Analýza výstupů Časový vývoj strukturních parameterů: - energie, teplota - vzdálenosti, úhly, torse - počet nativních kontaktů - sekundární struktura - radius of gyration - root mean square deviations (RMSD) RMSD RMSD time time
47 Analýza výstupů - root mean square fluctuations (RMSF) RMSF residue number
48 Analýza výstupů - esenciální dynamka trajektorie molekula CV2 kolektivní pohyby CV1
49 Speciální otázky 1. voda 2. proteiny 3. nukleové kyseliny 4. sacharidy 5. jiné molekuly
50 Voda Proč je voda důležitá? + +
51 Voda TIP (Transferable intermolecular potential) TIP3P Vyladěno tak, aby přesně modelovaly experimentální parametry TIP4P TIP5P - radiální distribuční funkci - self-diffusion coefficient - tepelná kapacita - bod varu a tání - dielektrická konstanta...
52 Force field customization Remove atoms 59 and 60 Remove bonds and Remove angles , , , Remove torsions and 1 4 interactions involving 59, Remove atom 1 Remove bond 1 2 Remove angles 1-2-3, Remove torsions , , , Remove 1 4 interactions 1-5, 1-6 and 1-7, renumber
53 Force field customization Add bond Modify bond Add angle , , , Modify angle Add torsion , , , , , , , , , Modify torsion , , , , , Add 1 4 interactions 51-59, 55-59, 56-59, 54-60, 54-61, 58-60, 58-61, 57-62, 57-63,
54 Force field customization
55 Vzorkování
56 Vzorkování A B
57 Vzorkování A Vpot,A porovnání Vpot je (většinou) k ničemu: - spousta stupňů volnosti - voda - teplota, entropie B Vpot,B
58 Vzorkování A B A B time
59 Vzorkování A B A B time můžeme simulovat
60 Počítače klastry
61 Superpočítače National Super Computer Center in Guangzhou jader
62 Výpočetní centra v ČR Metacentrum CERIT-SC CESNET IT4Innovation
63 Speciální hardware
64 Příklady simulací 2-adrenergní receptor Dror et al. (2009) Proc Natl Acad Sci USA, 106,
65 Distribuované výpočty
66 Posílené vzorkování Metadynamika, Umbrella sampling,... A B čas Můžeme simulovat
67 Metadynamika Spiwok & Tvaroška (2009) J Phys Chem B, 113,
68 Metadynamika Spiwok et al. (2015) J Chem Phys, 113,
69 Paralelní temperování 12 teplota čas Nguyen et al. (2003) Proteins, 61,
Počítačová chemie. výpočetně náročné simulace chemických a biomolekulárních systémů. Zora Střelcová
Počítačová chemie výpočetně náročné simulace chemických a biomolekulárních systémů Zora Střelcová Národní centrum pro výzkum biomolekul, Masarykova univerzita, Kotlářská 2, 611 37 Brno, Česká Republika
VíceÚvod do molekulové dynamiky simulace proteinů. Eva Fadrná evaf@chemi.muni.cz
Úvod do molekulové dynamiky simulace proteinů Eva Fadrná evaf@chemi.muni.cz Molekulová mechanika = metoda silového pole = force field Energie vypočtená řešením Schrodingerovy rovnice Energie vypočtená
VíceMolekulární dynamika vody a alkoholů
Molekulární dynamika vody a alkoholů Pavel Petrus Katedra fyziky, Univerzita J. E. Purkyně, Ústí nad Labem 10. týden 22.4.2010 Modely vody SPC SPC/E TIP4P TIP5P Modely alkoholů OPLS TraPPE Radiální distribuční
VíceStudium enzymatické reakce metodami výpočetní chemie
Studium enzymatické reakce metodami výpočetní chemie 2. kolo Petr Kulhánek, Zora Střelcová kulhanek@chemi.muni.cz CEITEC - Středoevropský technologický institut Masarykova univerzita, Kamenice 5, 625 00
VíceMolekulová dynamika uhlíkových nanomateriálů. Gromacs
Molekulová dynamika uhlíkových nanomateriálů Gromacs Karel Berka Katedra fyzikální chemie a RCPTM, PřF UP Michal Kolář ÚOCHB AV ČR a PřF UK Gromacs, Olomouc 2011 1 Osnova Molekulová dynamika základy a
VícePočítačové modelování interakcí molekul s minerálními povrchy
Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích Přírodovědecká fakulta Počítačové modelování interakcí molekul s minerálními povrchy Bakalářská práce Hana Barvíková Školitel: RNDr. Milan Předota, Ph.D. České
VícePLOCHA POTENCIÁLNÍ ENERGIE
PLOCHA POTENCIÁLNÍ ENERGIE Zero point energy - Energie nulového bodu Molekula o určitou část své energie nikdy nemůže přijít Tzv. Zbytková energie (ZPE) vnitřní energie molekuly, která je přítomna vždy
VíceMezimolekulové interakce
Mezimolekulové interakce, od teorie po interakce biomolekul s grafenem Pavel Banáš Mezimolekulové interakce slabé mezimolekulové interakce fyzikální původ mezimolekulárních interakcí poruchová teorie mezimolekulárních
VíceNekovalentní interakce
Nekovalentní interakce Jan Řezáč UOCHB AV ČR 3. listopadu 2016 Jan Řezáč (UOCHB AV ČR) Nekovalentní interakce 3. listopadu 2016 1 / 28 Osnova 1 Teorie 2 Typy nekovalentních interakcí 3 Projevy v chemii
VíceMolekulární dynamika polymerů
Molekulární dynamika polymerů Zbyšek Posel Katedra fyziky, Přírodovědecká fakulta, Univerzita J. E. Purkyně, Ústí n. Lab. Polymery základní dělení polymerů homopolymery (alkany) Počítačové simulace délkové
VíceNekovalentní interakce
Nekovalentní interakce Jan Řezáč UOCHB AV ČR 31. října 2017 Jan Řezáč (UOCHB AV ČR) Nekovalentní interakce 31. října 2017 1 / 28 Osnova 1 Teorie 2 Typy nekovalentních interakcí 3 Projevy v chemii 4 Výpočty
VíceTypy molekul, látek a jejich vazeb v organismech
Typy molekul, látek a jejich vazeb v organismech Typy molekul, látek a jejich vazeb v organismech Organismy se skládají z molekul rozličných látek Jednotlivé látky si organismus vytváří sám z jiných látek,
VíceMolekulární krystal vazebné poměry. Bohumil Kratochvíl
Molekulární krystal vazebné poměry Bohumil Kratochvíl Předmět: Chemie a fyzika pevných léčiv, 2017 Složení farmaceutických substancí - API Z celkového portfolia API tvoří asi 90 % organické sloučeniny,
VíceMezimolekulové interakce
Mezimolekulové interakce Interakce molekul reaktivně vzniká či zaniká kovalentní vazba překryv elektronových oblaků, mění se vlastnosti nereaktivně vznikají molekulové komplexy slabá, nekovalentní, nechemická,
VíceOd kvantové mechaniky k chemii
Od kvantové mechaniky k chemii Jan Řezáč UOCHB AV ČR 19. září 2017 Jan Řezáč (UOCHB AV ČR) Od kvantové mechaniky k chemii 19. září 2017 1 / 33 Úvod Vztah mezi molekulovou strukturou a makroskopickými vlastnostmi
VíceDynamické procesy & Pokročilé aplikace NMR. chemická výměna, translační difuze, gradientní pulsy, potlačení rozpouštědla, NMR proteinů
Dynamické procesy & Pokročilé aplikace NMR chemická výměna, translační difuze, gradientní pulsy, potlačení rozpouštědla, NMR proteinů Chemická výměna jakýkoli proces při kterém dané jádro mění svůj stav
Víceprogramového balíku Gromacs
Počítačové simulace s pomocí programového balíku Gromacs Michal Kolář Olomouc 2011 1 Předmluva Gromacs je sada programů, které umožňují provádět a analyzovat počítačové simulace (nejen) biomolekul. Gromacs
VíceMolekulová mechanika. empirické potenciály silová pole. Michal Otyepka, PřF UP Olomouc
Molekulová mechanika empirické potenciály silová pole Michal Otyepka, PřF UP Olomouc Proč, když máme QM? běžná malá molekula kvantový chemik jásá středně velká molekula kvantovému chemikovi tuhnou rysy
VíceThe Economist, reporting on the work of the 1998 Chemistry Nobel Prize Awardees
MOLEKULOVÁ DYNAMIKA In the real world, this could eventually mean that most chemical experiments are conducted inside the silicon of chips instead of the glassware of laboratories. Turn off that Bunsen
VíceAnalýzy vlivu cholesterolu na vlastnosti biomembrán pomocí molekulového modelování
STŘEDOŠKOLSKÁ ODBORNÁ ČINNOST Analýzy vlivu cholesterolu na vlastnosti biomembrán pomocí molekulového modelování Michaela Kajšová Zlín 2014 GYMNÁZIUM ZLÍN- LESNÍ ČTVRŤ STŘEDOŠKOLSKÁ ODBORNÁ ČINNOST Obor
VíceChemická vazba Něco málo opakování Něco málo opakování Co je to atom? Něco málo opakování Co je to atom? Atom je nejmenší částice hmoty, chemicky dále nedělitelná. Skládá se z atomového jádra obsahujícího
VíceTabulace učebního plánu. Obecná chemie. Vzdělávací obsah pro vyučovací předmět : Ročník: 1.ročník a kvinta
Tabulace učebního plánu Vzdělávací obsah pro vyučovací předmět : CHEMIE Ročník: 1.ročník a kvinta Obecná Bezpečnost práce Názvosloví anorganických sloučenin Zná pravidla bezpečnosti práce a dodržuje je.
VíceVÝPOČETNÍ CHEMIE V ANALÝZE STRUKTURY
VÝPOČETNÍ CHEMIE V ANALÝZE STRUKTURY A VLASTNOSTÍ MOLEKUL Michal Čajan Katedra anorganické chemie PřF UP v Olomouci MOLEKULOVÉ MODELOVÁNÍ V CHEMII MOLEKULOVÉ MODELOVÁNÍ aplikace zobrazení a analýza strukturních
VíceVazby v pevných látkách
Vazby v pevných látkách Proč to drží pohromadě? Iontová vazba Kovalentní vazba Kovová vazba Van der Waalsova interakce Vodíková interakce Na chemické vazbě se podílí tzv. valenční elektrony, t.j. elektrony,
VíceNMR biomakromolekul RCSB PDB. Progr. NMR
NMR biomakromolekul Typy biomakromolekul a možnosti studia pomocí NMR proteiny a peptidy rozmanité složení, omezení jen velikostí molekul nukleové kyseliny (RNA, DNA) a oligonukleotidy omezení malou rozmanitostí
Více(molekulární) biologie buňky
(molekulární) biologie buňky Buňka základní principy Molecules of life Centrální dogma membrány Metody GI a MB Interakce Struktura a funkce buňky - principy proteiny, nukleové kyseliny struktura, funkce
VíceINOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ŠKOLÁCH ZAMĚŘENÉ NA VYUŽÍVÁNÍ ENERGETICKÝCH ZDROJŮ PRO 21. STOLETÍ A NA JEJICH DOPAD NA ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ
INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ŠKOLÁCH ZAMĚŘENÉ NA VYUŽÍVÁNÍ ENERGETICKÝCH ZDROJŮ PRO 21. STOLETÍ A NA JEJICH DOPAD NA ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ CZ.1.07/1.1.00/08.0010 NUMERICKÉ SIMULACE ING. KATEŘINA
VíceBakalářská práce. Software pro molekulární dynamiku
JIHOČESKÁ UNIVERZITA V ČESKÝCH BUDĚJOVICÍCH ZDRAVOTNĚ SOCIÁLNÍ FAKULTA Bakalářská práce Software pro molekulární dynamiku Autor: Kristýna Šilhavá Vedoucí práce: RNDr. Milan Předota, Ph.D. 2011 Abstract
VíceVyužití NMR spektroskopie pro studium biomakromolekul RCSB PDB
Využití NMR spektroskopie pro studium biomakromolekul RCSB PDB Uplatnění NMR spektroskopie chemická struktura kovalentní struktura konformace, geometrie molekul dynamické procesy chemické a konformační
VíceInterakce látek s membránami z pohledu výpočetní chemie
Interakce látek s membránami z pohledu výpočetní chemie Karel Berka Regionální centrum pro pokročilé technologie a materiály a Katedra fyzikální chemie, Přírodovědecká fakulta, Univerzita Palackého, Olomouc,
VíceSekunda (2 hodiny týdně) Chemické látky a jejich vlastnosti Směsi a jejich dělení Voda, vzduch
Sekunda (2 hodiny týdně) Chemické látky a jejich vlastnosti Směsi a jejich dělení Voda, vzduch Atom, složení a struktura Chemické prvky-názvosloví, slučivost Chemické sloučeniny, molekuly Chemická vazba
VíceCloudy a gridy v národní einfrastruktuře
Cloudy a gridy v národní einfrastruktuře Tomáš Rebok MetaCentrum, CESNET z.s.p.o. CERIT-SC, Masarykova Univerzita (rebok@ics.muni.cz) Ostrava, 5. 4. 2012 PRACE a IT4Innovations Workshop Cestovní mapa národních
Více3. Stavba hmoty Nadmolekulární uspořádání
mezimolekulové interakce supramolekulární chemie sebeskladba molekulární zařízení Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti mezimolekulové interakce (nekovalentní) seskupování
VíceCERIT SCIENTIFIC CLOUD. Centrum CERIT-SC. Luděk Matyska. Praha, Seminář MetaCentra, 15. 10. 2010
Centrum CERIT-SC Luděk Matyska Praha, Seminář MetaCentra, 15. 10. 2010 Poslání Centrum CERIT-SC (CERIT Scientific Cloud 1 je národním centrem poskytujícím flexibilní úložné a výpočetní kapacity a související
VíceStruktura biomakromolekul
Struktura biomakromolekul ejvýznamnější biomolekuly proteiny nukleové kyseliny polysacharidy lipidy... měli bychom znát stavební kameny života Proteiny Aminokyseliny tvořeny aminokyselinami L-α-aminokyselinami
VíceOPVK CZ.1.07/2.2.00/
OPVK CZ.1.07/2.2.00/28.0184 Základní principy vývoje nových léčiv OCH/ZPVNL Mgr. Radim Nencka, Ph.D. ZS 2012/2013 Molekulární interakce SAR Možné interakce jednotlivých funkčních skupin 1. Interakce alkoholů
VíceGymnázium, Milevsko, Masarykova 183 Školní vzdělávací program (ŠVP) pro vyšší stupeň osmiletého studia a čtyřleté studium 4.
Vyučovací předmět - Chemie Vzdělávací obor - Člověk a příroda Gymnázium, Milevsko, Masarykova 183 Školní vzdělávací program (ŠVP) pro vyšší stupeň osmiletého studia a čtyřleté studium 4. ročník - seminář
VíceSkupenské stavy. Kapalina Částečně neuspořádané Volný pohyb částic nebo skupin částic Částice blíže u sebe
Skupenské stavy Plyn Zcela neuspořádané Hodně volného prostoru Zcela volný pohyb částic Částice daleko od sebe Kapalina Částečně neuspořádané Volný pohyb částic nebo skupin částic Částice blíže u sebe
VíceGenomické databáze. Shlukování proteinových sekvencí. Ivana Rudolfová. školitel: doc. Ing. Jaroslav Zendulka, CSc.
Genomické databáze Shlukování proteinových sekvencí Ivana Rudolfová školitel: doc. Ing. Jaroslav Zendulka, CSc. Obsah Proteiny Zdroje dat Predikce struktury proteinů Cíle disertační práce Vstupní data
Vícejádro a elektronový obal jádro nukleony obal elektrony, pro chemii významné valenční elektrony
atom jádro a elektronový obal jádro nukleony obal elektrony, pro chemii významné valenční elektrony molekula Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti seskupení alespoň dvou atomů
VíceNárodní centrum pro výzkum biomolekul & MetaCentrum
Masarykova Univerzita Národní centrum pro výzkum biomolekul Národní centrum pro výzkum biomolekul & Petr Kulhánek kulhanek@chemi.muni.cz Národní centrum pro výzkum biomolekul, Masarykova Univerzita Přírodovědecká
VíceMetaCentrum. Aktuální stav anové služby
MetaCentrum. Aktuální stav anové služby Jan Kmuníček CESNET meta.cesnet.cz Obsah Infrastruktura Služby výpočetní servis úložné kapacity síťová spojení prostředí pro spolupráci Aplikace Projekty Další vývoj
VíceFyzika IV Dynamika jader v molekulách
Dynamika jader v molekulách vibrace rotace Dynamika jader v molekulách rotační energetické hladiny (dvouatomová molekula) moment setrvačnosti kolem osy procházející těžištěm osa těžiště m2 m1 r2 r1 R moment
Více2. Fotosensitizované reakce a jejich mechanismus. 5. Samoorganizované porfyrinové nanostruktury a jednoduché aplikace
1. Úvod (proč jsou důled ležité) 2. Fotosensitizované reakce a jejich mechanismus 3. Fotodynamická terapie 4. Spontánní aggregace 5. Samoorganizované porfyrinové nanostruktury a jednoduché aplikace Porfyriny
VíceCOSY + - podmínky měření a zpracování dat ztráta rozlišení ve spektru. inphase dublet, disperzní. antiphase dublet, absorpční
y x COSY 90 y chem. posuv J vazba 90 x : : inphase dublet, disperzní inphase dublet, disperzní antiphase dublet, absorpční antiphase dublet, absorpční diagonální pík krospík + - - + podmínky měření a zpracování
VíceMgr. Jakub Janíček VY_32_INOVACE_Ch1r0118
Chemická vazba Mgr. Jakub Janíček VY_32_INOVACE_Ch1r0118 Chemická vazba Většina atomů má tendenci se spojovat do větších celků (molekul), v nichž jsou vzájemně vázané chemickou vazbou. Chemická vazba je
VíceMUDRstart - Intenzivní přípravný kurz na medicínu. Brno, Praha, Bratislava, Ostrava
MUDRstart - Intenzivní přípravný kurz na medicínu Brno, Praha, Bratislava, Ostrava MUDRstart Intenzivní přípravný kurz na medicínu Délka: 80 x 45 min (60 x 60 min) Lokality: Brno, Praha, Bratislava, Ostrava
VíceTeorie chemické vazby a molekulární geometrie Molekulární geometrie VSEPR
Geometrie molekul Lewisovy vzorce poskytují informaci o tom které atomy jsou spojeny vazbou a o jakou vazbu se jedná (topologie molekuly). Geometrické uspořádání molekuly je charakterizováno: Délkou vazeb
VíceSIMULACE ŠÍŘENÍ NAPĚŤOVÝCH VLN V KRYSTALECH MĚDI A NIKLU
SIMULACE ŠÍŘENÍ NAPĚŤOVÝCH VLN V KRYSTALECH MĚDI A NIKLU V. Pelikán, P. Hora, A. Machová Ústav termomechaniky AV ČR Příspěvek vznikl na základě podpory záměru ÚT AV ČR AV0Z20760514. VÝPOČTOVÁ MECHANIKA
VíceVazby v pevných látkách
Vazby v pevných látkách Hlavní body 1. Tvorba pevných látek 2. Van der Waalsova vazba elektrostatická interakce indukovaných dipólů 3. Iontová vazba elektrostatická interakce iontů 4. Kovalentní vazba
VíceGymnázium Jiřího Ortena, Kutná Hora
Předmět: Seminář chemie (SCH) Náplň: Obecná chemie, anorganická chemie, chemické výpočty, základy analytické chemie Třída: 3. ročník a septima Počet hodin: 2 hodiny týdně Pomůcky: Vybavení odborné učebny,
VíceMetaCentrum. Martin Kuba CESNET
MetaCentrum Martin Kuba CESNET Vývoj MetaCentra MetaCentrum bylo založeno v roce 1996 jako superpočítačové meta-centrum spojením tří superpočítačových center Superpočítačové Centrum Brno, Masarykova univerzita
VíceEnergie, její formy a měření
Energie, její formy a měření aneb Od volného pádu k E=mc 2 Přednášející: Martin Zápotocký Seminář Aplikace lékařské biofyziky 2014/5 Definice energie Energos (ἐνεργός) = pracující, aktivní; ergon = práce
VíceChemická vazba. John Dalton Amadeo Avogadro
Chemická vazba John Dalton 1766-1844 Amadeo Avogadro 1776-1856 Výpočet molekuly 2, metoda valenční vazby Walter eitler 1904-1981 Fritz W. London 1900-1954 Teorie molekulových orbitalů Friedrich und 1896-1997
VíceProjekt EGEE / EGI. Jan Kmuníček CESNET. Enabling Grids for E-sciencE. EGEE-III INFSO-RI
Projekt EGEE / EGI Jan Kmuníček CESNET www.eu-egee.org EGEE and glite are registered trademarks Obsah Výpočetní přístupy Koncept Gridu Projekt EGEE Požadavky na transformaci MetaCentrum v éře EGI 2 Výpočetní
VíceBioinformatika pro PrfUK 2003
Bioinformatika pro PrfUK 2003 Jiří Vondrášek Ústav organické chemie a biochemie vondrasek@uochb.cas.cz Jan Pačes Ústav molekulární genetiky hpaces@img.cas.cz http://bio.img.cas.cz/prfuk2003 What is Bioinformatics?---The
VíceOpakování
Slabé vazebné interakce Opakování Co je to atom? Opakování Opakování Co je to atom? Atom je nejmenší částice hmoty, chemicky dále nedělitelná. Skládá se z atomového jádra obsahujícího protony a neutrony
VíceAnihilace pozitronů v polovodičích
záchyt pozitronů ve vakancích mechanismy uvolnění vazebné energie: 1. tvorba páru elektron-díra 2. ionizace vakance 3. emise fononu záchyt pozitronů ve vakancích nábojový stav vakance: 1. záporně nabitá
VíceMM/PBSA a MM/GBSA analýzy
MM/PBSA a MM/GBSA analýzy TEORIE: Při realistickém modelování biomolekul musí být brán v potaz vliv solventního prostředí. V MD simulacích velkých molekul je vzhledem k výpočetní náročnosti častější implicitní
Více1. ročník Počet hodin
SOUSTAVY LÁTEK A JEJICH SLOŽENÍ rozdělení přírodních látek a vlastnosti chemických látek soustavy látek a jejich složení STAVBA ATOMU historie pohledu na atom složení a struktura atomu stavba atomu VELIČINY
Více02 Nevazebné interakce
02 Nevazebné interakce Nevazebné interakce Druh chemické vazby Určují 3D konfiguraci makromolekul, účastní se mnoha biologických procesů, zodpovědné za uspořádání molekul v krystalu Síla nevazebných interakcí
VícePotenciální energie atom{atom
Potenciální energie atom{atom 1/16 Londonovy (disperzní) síly: na del¹ích vzdálenostech, v¾dy pøita¾livé Model uktuující dipól { uktuující dipól elst. pole E 1/r 3 indukovaný dipól µ ind E energie u(r)
VíceDOUČOVÁNÍ KVINTA CHEMIE
1. ÚVOD DO STUDIA CHEMIE 1) Co studuje chemie? 2) Rozděl chemii na tři důležité obory. DOUČOVÁNÍ KVINTA CHEMIE 2. NÁZVOSLOVÍ ANORGANICKÝCH SLOUČENIN 1) Pojmenuj: BaO, N 2 0, P 4 O 10, H 2 SO 4, HMnO 4,
Víceř é Ů é ř ž ř é é ř ž ř Ů ř ř ř Ú é Í ř ř ř é Ž é Í ř é Ý ř ř é é é é ř ř ř é é ř é é ř é Ž ř Ý é ří ř Ř é ř ř Ž Ů ř ř ř Š Í ří ř ř řň é ř Ú řň é ř řň é ř Š ř ž é ř Ž ř Ž ř ř ř Ž Á Ž Ž Š ř ř ř ř ř é é
VíceMetaCentrum Aplikace a jejich další podpora
MetaCentrum Aplikace a jejich další podpora Jan Kmuníček CESNET & ÚVT MU meta.cesnet.cz Obsah Obecná charakteristika Dostupné programy Licence Aplikační podpora Nové služby 2 Charakteristika Aplikace v
VíceNázev školy: SPŠ Ústí nad Labem, středisko Resslova
Název školy: SPŠ Ústí nad Labem, středisko Resslova Číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.10.1036 Klíčová aktivita: III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. Digitální učební materiály Autor:
VíceMolekulový počítačový experiment
Molekulový počítačový experiment 1/16 též pseudoexperiment REÁLNÝ EXPERIMENT Vedení laboratorního deníku POČÍTAČOVÝ EXPERIMENT Vedení laboratorního deníku Zvol metodu (přístroj, protokol) Zvol metody (MD,
VíceVyužití strojového učení k identifikaci protein-ligand aktivních míst
Využití strojového učení k identifikaci protein-ligand aktivních míst David Hoksza, Radoslav Krivák SIRET Research Group Katedra softwarového inženýrství, Matematicko-fyzikální fakulta Karlova Univerzita
VícePočítačové simulace a statistická mechanika
Počítačové simulace a statistická mechanika Model = soubor aproximaci přijatých za účelem popisu určitého systému okrajové podmínky mezimolekulové interakce Statistické zpracování průměrování ve fázovém
VícePředmět: KBB/BB1P; KBB/BUBIO
Předmět: KBB/BB1P; KBB/BUBIO Chemické složení buňky Cíl přednášky: seznámit posluchače se složením buňky po chemické stránce Klíčová slova: biogenní prvky, chemické vazby a interakce, uhlíkaté sloučeniny,
VíceKFC/STBI Strukturní bioinformatika
KFC/STBI Strukturní bioinformatika 05_docking Karel Berka 1 Docking minule jsme probrali databáze makromolekul i malých molekul Dnes se podíváme, jak to spojit tj. jak zjišťovat, která látka se bude vázat
VíceKAM SE UBIRA POČÍTAČOVÁ CHEMIE - ZAOSTŘENO NA MODELOVÁNÍ VĚTŠÍCH MOLEKUL
Chem. Listy 92, 101-113 (1998) KAM SE UBIRA POČÍTAČOVÁ CHEMIE - ZAOSTŘENO NA MODELOVÁNÍ VĚTŠÍCH MOLEKUL JAROSLAV KOCA Katedra organické chemie a Laboratoř struktury a dynamiky biomolekul, Přírodovědecká
VíceVýznam interakční konstanty, Karplusova rovnice. konfigurace na dvojné vazbě a na šestičlenných kruzích konformace furanosového kruhu TOCSY
Význam interakční konstanty, Karplusova rovnice konfigurace na dvojné vazbě a na šestičlenných kruzích konformace furanosového kruhu TOCSY Karplusova rovnice ve strukturní analýze J(H,H) = A + B cos f
VícePeriodická tabulka prvků
Periodická tabulka prvků 17. století s objevem dalších a dalších prvků nutnost systematizace J. W. Döberreiner (1829) teorie o triádách prvků triáda kovů (lithium, sodík, draslík reagují podobným způsobem)
VíceBIOLOGICKÁ MEMBRÁNA Prokaryontní Eukaryontní KOMPARTMENTŮ
BIOMEMRÁNA BIOLOGICKÁ MEMBRÁNA - všechny buňky na povrchu plazmatickou membránu - Prokaryontní buňky (viry, bakterie, sinice) - Eukaryontní buňky vnitřní členění do soustavy membrán KOMPARTMENTŮ - za
VíceTématické okruhy teoretických zkoušek Part 66 1 Modul 3 Základy elektrotechniky
Tématické okruhy teoretických zkoušek Part 66 1 3.1 Teorie elektronu 1 1 1 Struktura a rozložení elektrických nábojů uvnitř: atomů, molekul, iontů, sloučenin; Molekulární struktura vodičů, polovodičů a
VíceKABELOVÉ VLASTNOSTI BIOLOGICKÝCH VODIČŮ. Helena Uhrová
KABELOVÉ VLASTNOSTI BIOLOGICKÝCH VODIČŮ Helena Uhrová 19. století Lord Kelvin 1870 - Hermann namodelování elektrického napětí na nervovém vlákně 20. stol - Hermann a Cremer nezávisle na sobě rozpracovali
Víceanalýzy dat v oboru Matematická biologie
INSTITUT BIOSTATISTIKY A ANALÝZ Lékařská a Přírodovědecká fakulta, Masarykova univerzita Komplexní přístup k výuce analýzy dat v oboru Matematická biologie Tomáš Pavlík, Daniel Schwarz, Jiří Jarkovský,
VíceTepelná vodivost. střední rychlost. T 1 > T 2 z. teplo přenesené za čas dt: T 1 T 2. tepelný tok střední volná dráha. součinitel tepelné vodivosti
Tepelná vodivost teplo přenesené za čas dt: T 1 > T z T 1 S tepelný tok střední volná dráha T součinitel tepelné vodivosti střední rychlost Tepelná vodivost součinitel tepelné vodivosti při T = 300 K součinitel
VíceChemická struktura. Stereochemie Strukturní chemie Strukturní biologie (Nature Structural Biology Nature Structural and Molecular Biology)
Chemická struktura Stereochemie Strukturní chemie Strukturní biologie (Nature Structural Biology Nature Structural and Molecular Biology) Klasické pojmy Chemická kompozice (složení, vzorec) Chemická konstituce
VíceGymnázium Jiřího Ortena, Kutná Hora
Předmět: Náplň: Třída: Počet hodin: Pomůcky: Chemie (CHE) Obecná chemie 1. ročník a kvinta 2 hodiny týdně Školní tabule, interaktivní tabule, tyčinkové a kalotové modely molekul, zpětný projektor, transparenty,
VíceFyzikální chemie. Magda Škvorová KFCH CN463 magda.skvorova@ujep.cz, tel. 3302. 14. února 2013
Fyzikální chemie Magda Škvorová KFCH CN463 magda.skvorova@ujep.cz, tel. 3302 14. února 2013 Co je fyzikální chemie? Co je fyzikální chemie? makroskopický přístup: (klasická) termodynamika nerovnovážná
VícePřírodní polymery proteiny
Přírodní polymery proteiny Funkční úloha bílkovin 1. Funkce dynamická transport kontrola metabolismu interakce (komunikace, kontrakce) katalýza chemických přeměn 2. Funkce strukturální architektura orgánů
VíceBÍLKOVINY R 2. sféroproteiny (globulární bílkoviny): - rozpustné ve vodě, globulární struktura - odlišné funkce (zásobní, protilátky, enzymy,...
BÍLKVIY - látky peptidické povahy tvořené více než 100 aminokyselinami - aminokyseliny jsou poutány...: R 1 2 + R 2 R 1 R 2 2 2. Dělení bílkovin - vznikají proteosyntézou Struktura bílkovin primární sekundární
VíceZkušební okruhy k přijímací zkoušce do magisterského studijního oboru:
Biotechnologie interakce, polarita molekul. Hydrofilní, hydrofobní a amfifilní molekuly. Stavba a struktura prokaryotní a eukaryotní buňky. Viry a reprodukce virů. Biologické membrány. Mikrobiologie -
VíceChemická vazba. Příčinou nestability atomů a jejich ochoty tvořit vazbu je jejich elektronový obal.
Chemická vazba Volné atomy v přírodě jen zcela výjimečně (vzácné plyny). Atomy prvků mají snahu se navzájem slučovat a vytvářet molekuly prvků nebo sloučenin. Atomy jsou v molekulách k sobě poutány chemickou
VíceSkupenské stavy látek. Mezimolekulární síly
Skupenské stavy látek Mezimolekulární síly 1 Interakce iont-dipól Např. hydratační (solvatační) interakce mezi Na + (iont) a molekulou vody (dipól). Jde o nejsilnější mezimolekulární (nevazebnou) interakci.
VíceMetaCentrum. Tomáš Rebok MetaCentrum NGI, CESNET z.s.p.o. CERIT-SC, Masarykova Univerzita Olomouc,
MetaCentrum Tomáš Rebok MetaCentrum NGI, CESNET z.s.p.o. CERIT-SC, Masarykova Univerzita (rebok@ics.muni.cz) Olomouc, 2. 4. 2012 Ústav experimentální botaniky AV ČR, Olomouc MetaCentrum @ CESNET výzkumná
VíceJohn Dalton Amadeo Avogadro
Spojením atomů vznikají molekuly... John Dalton 1766 1844 Amadeo Avogadro 1776 1856 Výpočet molekuly 2, metoda valenční vazby Walter eitler 1904 1981 Fritz W. London 1900 1954 Teorie molekulových orbitalů
VíceTematická oblast: Obecná chemie (VY_32_INOVACE_03_3)
Tematická oblast: Obecná chemie (VY_32_INOVACE_03_3) Autor: Mgr. Jaroslava Vrbková, Mgr. Petra Drápelová Vytvořeno: únor 2013 až květen 2013 Anotace: Digitální učební materiály slouží k seznámení a procvičení
VíceNárodní gridová infrastruktura MetaCentrum & související služby pro akademickou obec
Národní gridová infrastruktura MetaCentrum & související služby pro akademickou obec Tomáš Rebok MetaCentrum, CESNET z.s.p.o. CERIT-SC, Masarykova univerzita (rebok@ics.muni.cz) MetaCentrum @ CESNET aktivita
VíceANODA KATODA elektrolyt:
Ukázky z pracovních listů 1) Naznač pomocí šipek, které částice putují k anodě a které ke katodě. Co je elektrolytem? ANODA KATODA elektrolyt: Zn 2+ Cl - Zn 2+ Zn 2+ Cl - Cl - Cl - Cl - Cl - Zn 2+ Cl -
VíceStudium interakcí organické hmoty a jejích složek pomocí molekulární dynamiky
Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích Přírodovědecká fakulta Studium interakcí organické hmoty a jejích složek pomocí molekulární dynamiky Magisterská práce Bc. Hana Barvíková Školitel: doc. RNDr.
VíceVýpočetní zdroje v MetaCentru a jejich využití
Výpočetní zdroje v MetaCentru a jejich využití Miroslav Ruda Cesnet a Masarykova Univerzita Praha, 2008 Miroslav Ruda (MetaCentrum) Výpočetní zdroje v MetaCentru Praha, 2008 1 / 9 Hardware I. jádro tvoří
VíceVojtěch Hrubý: Esej pro předmět Seminář EVF
Vojtěch Hrubý: Esej pro předmět Seminář EVF Plazma Pod pojmem plazma většinou myslíme plynné prostředí, které se skládá z neutrálních částic, iontů a elektronů. Poměr množství neutrálních a nabitých částic
VíceČásticové složení látek atom,molekula, nuklid a izotop
Částicové složení látek atom,molekula, nuklid a izotop ATOM základní stavební částice všech hmotných těles jádro 100 000x menší než atom působí jaderné síly p + n 0 [1] e - stejný počet protonů a elektronů
VíceAtom vodíku. Nejjednodušší soustava: p + e Řešitelná exaktně. Kulová symetrie. Potenciální energie mezi p + e. e =
Atom vodíku Nejjednodušší soustava: p + e Řešitelná exaktně Kulová symetrie Potenciální energie mezi p + e V 2 e = 4πε r 0 1 Polární souřadnice využití kulové symetrie atomu Ψ(x,y,z) Ψ(r,θ, φ) x =? y=?
Více