Calcolo Energia

faccio finta che l'acqua sia un continuo (ETERE)

machine learning per fare il calcolo veloce dell'energia

c'è un pathway di avvolgimento della catena da unfolded a folded, dove l'energia è MINIMA

ci sono vari minimi locali sui quali agiscono agenti esterni che permettono di raggiungere la forma finale

Energia libera di Gibbs

parte entalpica e parte entropica

da unfolded a folded deve essere negativa
(processo spontaneo)

esiste una significativa frazione (20 30%) di sistemi che non raggiunge del tutto la forma compatta

Modello parametrico:
deltaG= deltaH-TdeltaS

deltaH= deltaE+delta(PV)

deltaE=deltaU+deltaK

in sistemi biologici:
deltaG=deltaU-TdeltaSsys

la parte entropica viene modellizzata in maniera indiretta, inglobata nei parametri di calcolo di U

U=Bond+Angle+Dihedral+van der Waals+Electrostatic

ognuna di queste ha valore
calcolabile con le loro rispettive formule

deltaGtot=deltaGelec+deltaGnp+deltaGvdw+deltaGent

Interazioni atomiche

Potenziale legame

Interazioni angolo

Torsioni angoli

are 4 body

are 2 body

are 3 body

oltre 4 body non si considera la interazione

Bond stretching

V(l)=k/2 (l-l0)^2

forza dipende da distanza fra due atomi operativamente

approssimazione potenziale di Morse

si utilizza potenziale armonico, che non si tiene conto di possibilità di rottura di legami chimici

Angle Bending

V(theta)=k/2 (theta-theta0)^2

k non è lo stesso di prima , è molto più piccolo

Dihedral Angles

non c'è un solo minimo, ma a seconda della simmetria delle due parti della molecola in rotazione possiamo avere minimi diversi

V(w)=Vn/2 [1+cos(nw-gamma)]

n e gamma sono i parameri che considerano la simmetria

Non Bonded Terms:
per atomi separati da più di 3 legami

Unb=VanderWaals+Electrostatic

vdw= insieme di interazioni differenti dominate dalle forze di dispersione, c'è una parte attrattiva ed una repulsiva (sovrapposizione non favorevole nuvole elettroniche)

elettrostatica --- legge di coulumb...

modelli di solvatazione

2 approcci

modello esplicito

modello implicito

dispongo attorno ad atomi un n° adeguato di molecole d'acqua

faccio finta che l'acqua sia un continuo (ETERE)

funziona meglio ma costa di più

modelli fisici per modellare effetti del continuo su ciascun atomo della mia proteina

costo minore ma approssimazione abbastanza brutale