Metody dokowania ligandów

Wielkość: px
Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Metody dokowania ligandów"

Transkrypt

1 Metody dokowania ligandów

2 Strategie projektowania leków Ligand-based drug design nieznana Budowanie modelu miejsc aktywnych liganda (farmakofor) Przeszukiwanie baz danych (screening) Struktura celu molekularnego znana 1D i 3D QSAR (pseudoreceptory i pola molekularne) Dopasowanie ligandów do miejsca aktywnego receptora (dokowanie) Budowa nowych ligandów ab-initio Receptor-based drug design Dynamika kompleksu receptor-ligand

3 Dokowanie znajdowanie struktury kompleksu o najniższej energii (najbardziej dopasowany) Energia lub tzw. scoring function (kształt i właściwości fizykochemiczne)

4 Energia a potencjał termodynamiczny mechanika molekularna Energia jest użyteczna przy porównywaniu różnych konformacji kompleksu

5 Trzy składniki programów do dokowania a) b) c) Atomic Surface Grid (najbardziej dokładna reprezentacja) Algorytmy szukania konformacji i wyznaczania energii są ściśle ze sobą związane

6 Dokowanie przez komplementarność powierzchni H hole, K knob; sposób używany w b. wielu programach dokujących

7 Reprezentacja białka przez grid (sieć) W każdym punkcie sieci mierzymy wielkość oddziaływań niewiążących: - Van der Waalsa - Elektrostatyczne Oczka sieci ok. 2 Å Zmierzone wielkości są zapamiętywane w tabeli Pierwsze użycie: Goodford 1985 r.

8 Użycie gridu do uproszczenia dokowania Dla każdego atomu liganda liczone jest oddziaływanie od otaczających punktów sieci (odcięcie cutoff ok. 10 Å) Dodatkowe przyspieszenie: Dla każdego typu atomu liganda w każdym węźle sieci energia jest obliczana i przechowywana w tabeli Potencjał dla danego atomu liganda jest obliczany przez interpolację z otaczających punktów gridu Metoda często używana w symulacjach typu virtul reality

9 Trudności w doborze scoring function Który enancjomer liganda jest aktywny a który nieaktywny?

10 Czynniki wpływające na wiązanie ligandów

11 Korzystne oddziaływania Oddziaływania kierunkowe i silne Oddziaływania van der Waalsa: bezkierunkowe i słabe lecz liczne

12 Energie częściowej desolwatacji liganda i miejsca aktywnego Proces kierowany termodynamicznie (efekty entropowe) Części hydrofobowe oddziałują ze sobą aby zmniejszyć oddziaływania z otaczającą wodą

13 Konformacyjne efekty entropowe Konformacja bioaktywna (w miejscu aktywnym) może być inna niż na zewnątrz Dotyczy także konformacji białka: głównie konformacji łańcuchów bocznych aminokwasów z miejsca aktywnego Konieczne jest dokowanie wielu różnych konformacji liganda

14 Wiązanie liganda jako reakcja równowagowa Ln (K) Stała K jest mierzona doświadczalnie. K F stała tworzenia [M -1 ] K D stała dysocjacji [M]

15 Empiryczne funkcje oceniające Współczynniki wagowe k uzyskuje się w procesie parametryzacji (kalibracji) wybranego pola siłowego (k mogą być dodatnie lub ujemne) Pole siłowe skalibrowane dla kompleksów ze zbioru treningowego: znane są struktury 3D i aktywności biologiczne ligandów w tych kompleksach

16 Przykład empirycznej funkcji oceniającej z programu AutoDock (obliczane z solvent excluded volumes) Obliczane są tylko niektóre składowe pola siłowego

17 Powierzchnia dostępna dla rozpuszczalnika Connoly surface (wygładzona powierzchnia molekularna) Solvent accessible surface area Promień kulki dla wody = 1.4 Å

18 Funkcje oceniające oparte na wiedzy (knowledge based scoring functions) - wykorzystanie Bazują na odległościach w strukturach 3D kompleksów ligand-cel molekularny

19 Funkcje oceniające oparte na wiedzy otrzymywanie Dla każdej pary oddziałujących atomów (typów atomów) obliczany jest wykres PMF (Potential of Mean Force) K D rozkład Boltzmanna g ij ~ exp(-e ij /kt) E ij ~ ln(g ij ) * kt E ij = ln (g ij / g ref ) Dla 126 typów atomów w białku i 34 typów atomów w ligandach obliczanych jest 4284 wykresów PMF

20 Inne potencjały statystyczne Częstości dla kątów torsyjnych Wykresy 2D otrzymane dla częstości kątów dla aminokwasów

21 Przykład użycia funkcji oceniającej opartej na wiedzy w programie DrugScore 1400 kompleksów ligand-białko z bazy PDB (G. Klebe, Marburg University) G ref (R) wykres dla wszystkich ligandów (kolor czarny)

22 Funkcje oceniające są wrażliwe na wybór kompleksów ligand-białko do zbioru treningowego Większy zbiór kompleksów zapewnia większą dokładność funkcji oceniającej dla średniego białka

23 Inne funkcje oceniające wiązanie ligandów dokładność vs. szybkość

24 Komplementarność kształtu i własności w układzie ligand-cel molekularny Zwykle używane jako wstępne oszacowanie. Dodawane komplementarne własności: wiązania wodorowe, hydrofobowość, mostki solne itp.

25 Prosta metoda szacowania komplementarności powierzchni Metoda jest oparta na 3D grid

26 FEP - Free Energy Perturbation najbardziej dokładna z funkcji oceniających 1) Wymaga długiego czasu obliczeń (wymaga dynamiki molekularnej) 2) Pozwala tylko porównywać ligandy 3) Daje dobre wyniki tylko przy małych zmianach liganda w miejscu aktywnym

27 Free Energy Perturbation Cykl termodynamiczny dla obliczania energii wymiany liganda w białku (FEP Free Energy Perturbation) G X + G C = G F + G Y G wymiany liganda = G X - G Y = G F - G C

28 Zmiana położenia liganda w miejscu aktywnym Ligand i białko traktowane jako sztywne obiekty

29 Podział algorytmów dokujących Algorytm szuka komplementarnych własności Algorytm eksploruje całą dostępną przestrzeń

30 Feature-based matching - idea Pattern recognition (algorytmy z analizy obrazów, robotyki, )

31 Dopasowanie oparte na komplementarności i podobieństwie

32 Etapy feature-based matching Podobne do układania puzzli

33 Programy stosujące feature-based matching Pierwszy program DOCK z 1982 r.

34 Program DOCK (algorytm clique-search) - kieszeń receptora jest odwzorowana sferami; - min. 4 atomy liganda muszą się nałożyć na środki sfer.

35 Cel algorytmu dokującego programu DOCK 1. Metoda najprostsza i najdłuższa: sprawdzić nakładanie wszystkich par; 2. Użycie grafu dokującego i szukanie tzw. maximum clique.

36 Idea algorytmu clique-search (oparty na teorii grafów) W powyższym przykładzie: miejsca B-1 i C-2 mogą być dopasowane do siebie jednocześnie gruba linia na grafie

37 Znajdowanie maximum clique Miejsca D-1, C-2 i B-3 mogą być dopasowane do siebie jednocześnie. Linie reprezentują dopasowanie odległości.

38 Szybkie znajdowanie pasujących własności Przykład: poszukiwanie trójkątów ADD (Akceptor, Donor, Donor) z określonymi odległościami. Użycie hash tables znacznie przyspiesza poszukiwania (porównuje się tylko indeksy nie oblicza odległości)

39 Klastrowanie póz ligand-receptor Użycie geometrycznego haszowania (hashing) znacznie przyspiesza ten proces. Hash tables oblicza się tylko raz dla każdego liganda.

40 Program PatchDock dokowanie ligand-białko i białko-białko (Connoly dot surface) (klastrowanie wg. RMSD) PatchDock dokowanie łatek

41 Przygotowanie białka do dokowania formy tautomeryczne i minimalizacja energii

42 Przygotowanie liganda do dokowania 2D 3D, usuwanie soli itp. Dla struktur alternatywnych NH 2 NH 3+, COOH COO - chiralne lub N-N(H) (H)N-N cis-trans Analiza konformacyjna w próżni lub w roztworze wodnym

43 Dokowanie molekularne pozwala wyjaśnić jak małe zmiany struktury liganda mogą powodować duże zmiany aktywności

44 Metody optymalizacyjne znajdowania najlepszego dopasowania liganda

45 Schemat metody Monte Carlo

46 Schemat metody Simulated Annealing Cykl ogrzewania i powolnego oziębiania układu jest powtarzany wiele razy aż do znalezienia wielu prawie optymalnych rozwiązań. Ogrzewanie powoduje przekraczanie barier energetycznych a oziębianie pozwala na znalezienie układów z najniższą energią. Zaimplementowana po raz pierwszy w AutoDocku.

47 Zasada działania Algorytmów Genetycznych

48 Krzyżowanie i mutacje w GA przy dokowaniu Dokowanie sztywne (tylko rotacje i translacje)

49 Algorytmy Genetyczne Lamarcka (LGA) z lokalną optymalizacją Procedura stosowana obecnie w AutoDocku

50 Tabu search (TS) Pozwala na wyjście z lokalnych minimów kosztem przejściowego zaburzenia układu (stopniowe zasypywanie lokalnych minimów energii)

51 Metoda hybrydowa dokowania (TS+GA)

52 Dokowanie giętkich ligandów Rozwój metod giętkiego dokowania zapoczątkował nową dziedzinę projektowania leków: structure-based drug design

53 Metody do giętkiego dokowania ligandów

54 Dokowanie zespołowe/całościowe (ensemble docking) Efektywne unikanie błędnych dokowań Łatwa implementacja do dokowania podobnych związków z dużych baz danych

55 Dokowanie fragmentowe (fragmentation docking) Metody dokowania fragmentowego: - Place-and-join (fragmenty dokowane niezależne) - Inrcremental approach (fragmenty dokowane zależne od siebie)

56 Metoda ułóż i połącz (place-and-join) Wybór nieoptymalnych dokowań cząstkowych aby połączyć fragmenty (wskazówki do modyfikacji struktury liganda)

57 Metoda stopniowego dokowania fragmentów (incremental approach) Najpierw dokuje się rdzeń liganda a następnie po kolei pozostałe fragmenty minimalizując energię powstającego liganda

58 Wybór położenia pierwszego fragmentu ma wpływ na wynik dokowania Wybór najlepszego dopasowania na podstawie funkcji oceniającej poszczególne pozy

59 Przykłady zastosowań dokowania giętkiego w programach GOLD algorytmy genetyczne (GA) MOE-Dock Monte Carlo (MC), Tabu search PRO_LEADS algorytmy genetyczne AutoDock algorytmy genetyczne, Tabu search Kąty torsyjne giętkiego liganda wprowadza się do chromosomów w GA lub do parametrów do optymalizacji w MC

60 GOLD skład chromosomów w GA część chromosomu dotycząca giętkiego dokowania Dodatkowe śledzenie każdego potencjalnego wiązania wodorowego pomiędzy ligandem i białkiem w celu maksymalizacji ich liczby

61 Ważność giętkiego dokowania W 50% przypadków sztywne kros-dokowanie prowadziło do błędnych wyników

62 Inhibitory trombiny (proteaza serynowa tnie fibrynogen krzepliwość krwi) pochodna tetrazolowa porównanie struktur trombiny + CXCR4 62

63 Uwzględnianie giętkości białka

64 Miękkie dokowanie ligandów Pozwala na niewielkie nakładanie się struktur liganda i receptora Modyfikacja potencjału Lennarda-Jonesa (LJ) aby siły van der Waalsa były mniej odpychające (plastyczność receptora bez zmiany jego konformacji)

65 Miękkie dokowanie ligandów Zmniejszanie promieni van der Waalsa (rozmiarów atomów) dla liganda i receptora Modyfikacja potencjału elektrostatycznego

66 Miękkie funkcje oceniające (soft scoring) Soft scoring jest stosowana jako wstępna funkcja oceniająca do szybkiego odsiania niepasujących ligandów

67 Uwzględnianie ruchów łańcuchów bocznych w białku Rozwiązanie: biblioteka konformerów aminokwasów (1987 Ponder & Richards) eksplozja konformacyjna

68 Złożoność obliczeniowa przy giętkim dokowaniu Oszacowanie na jeden CPU

69 Metoda Multiple protein structure (MPS) Białko CDK2 (Cyclin-Dependent Kinase 2 )

70 Źródła struktur do metody MPS Metoda Zalety Wady Metody doświadczalne (X-ray, NMR) Biblioteki rotamerów Dynamika molekularna Analiza drgań normalnych Rzeczywiste rotamery Dostępność Dostępność, konformery o niskiej energii Dostępne duże zmiany strukturalne Mała dostępność Tylko standardowe łańcuchy boczne Czas obliczeniowy, brak weryfikacji dośw. Brak weryfikacji dośw.

71 Metoda łączonych białek united protein approach Program FlexE. Nałożone struktury białka pozwalają na zbudowaniu wielu wirtualnych konformacji Sposób dokowania ligandów

72 Metoda uśrednionego gridu Energie oddziaływania liczone dla każdej struktury białka oddzielnie Uśredniony grid

73 Tolerancja dokowania ligandów

74 Uwzględnianie dużych ruchów białka wiązanie substratu przez kalmodulinę

75 Badania zmian w białku metodami symulacyjnymi możliwości i ograniczenia MD kompleksu biotyna-streptawidyna

76 Ruchy zawiasowe białek Identyfikacja zawiasów

77 Dokowanie ze zginaniem domen Bardziej efektywny algorytm

78 Zastosowania dokowania hamowanie oddziaływania dwu białek Analiza oddziaływań

79 Budowanie zapytania do baz danych ligandów

80 Sprawdzanie hipotez wiązania ligandów Inhibitor kinazy CDK2 Dokowanie pozwala sprawdzić hipotezy

81 Identyfikacja błędnej hipotezy Pochodne adeniny Wiązanie się części adeninowej w innej orientacji

82 Wyznaczanie potencjału związku do jego późniejszej modyfikacji

83 Modyfikacje liganda (inhibitory trombiny join.sce) Modyfikacje ligandów aby zwiększyć oddziaływania z receptorem Manualne modyfikacje liganda Automatyczne budowanie de-novo z fragmentów

84 Przewidywanie konformacji bioaktywnej i tworzenie farmakoforów

85 Programy do dokowania

86 Program GOLD Własności: - Algorytmy genetyczne do dokowania ligandu - Giętki ligand i częściowo giętkie białko - Funkcje oceniające oparte na strukturach realnych ligandów - Możliwość wyboru funkcji oceniającej Dokowanie inhibitora do metaloproteazy (porównanie ze strukturą krystaliczną)

87 Program GLIDE (Schrödinger Inc.) Stosowana szybka metoda systematycznego przeszukiwania (powrót do tej metody za sprawą komputerów wieloprocesorowych i obliczeń masywnie równoległych)

88 Procentowe użycie poszczególnych programów do dokowania

89 Przykłady leków uzyskanych przy użyciu dokowania

90 Dynamika molekularna schemat obliczeń F(t) i = m i * a(t) i II zasada ruchu Newtona a(t) i = F(t) i / m i a(t) i v(t) i r(t+ t) i t = 1 fs = s r(t+ t) i F(t+ t) i

91 Metody symulacyjne - Dynamika Molekularna Zgodnie z prawami dynamiki ruchu Newtona. Trajektoria ruchu jest otrzymywana przez rozwiązanie równań różniczkowych: (F = ma) d x dt Algorytm całkowania numerycznego szybkość obliczeń, stałość energii całkowitej (zasada zachowania energii) 2 i 2 F x m r(t+ t) = r(t) + t v(t) + ½ ( t) 2 a(t) +... v(t+ t) = v(t) + t a(t) +... i i metoda skończonych różnic: algorytm Verleta (najbardziej popularny) [Verlet 1967] i modyfikacje: leap-frog [Hockney 1970], metoda Beemana [Beeman 1976]; metoda predykcyjno-korekcyjna [Gear 1971]

92 Symulacje MD energia układu E całkowita E kinetyczna i potencjalna różnice E całk zależą też od wyboru kroku czasowego obliczeń t.

93 Wybór kroku czasowego obliczeń Jeśli energia kinetyczna przekroczy progową wielkość (tu: przyciąganie się atomów Ar) atomy rozbiegają się. Krok czasowy powinien być porównywalny z częstotliwością najszybszych ruchów w cząsteczce (jeśli nie są one celem badawczym można je "zamrozić" np. stałe długości wiązań i wydłużyć krok obliczeń). (Ar 2 ) układ atomy sztywne cząsteczki giętkie cząsteczki, sztywne wiązania giętkie cząsteczki, giętkie wiązania Typ ruchu translacje translacje, rotacje translacje, rotacje, oscylacje translacje, rotacje, oscylacje cząsteczki i oscylacje wiązań Krok czasowy 10fs 5fs 2fs 1fs lub 0.5fs (z H)

94 Przypisanie prędkości początkowych T = 0K i stopniowe ogrzewanie do 300K lub prędkości przypadkowe zgodnie z rozkładem prędkości Maxwella-Boltzmanna. Monitorowanie parametrów układu należy rozpocząć po fazie równowagowania (equilibration). Dotyczy szczególnie układów heterogenicznych np. białko w otoczeniu rozpuszczalnika: minimalizacja rozpuszczalnika z przeciwjonami (białko nieruchome) dynamika rozpuszczalnika (białko nieruchome); czas > czas relaksacji samego rozpuszczalnika (dla H 2 O 10ps). minimalizacja całego układu start MD

95 Obliczanie temperatury E kin N i 1 2 p i 2m i kbt 2 3N N c N c - liczba więzów 3N - N c - całkowita liczba stopni swobody W układach izolowanych - całkowity pęd i moment pędu są zachowane i równe 0 przez dobór początkowych prędkości (N c = 6). W układach z periodic box moment pędu nie jest zachowany (N c = 3) albo można co jakiś czas odpowiednio skalować prędkości. Dodatkowe więzy na dowolnych współrzędnych wewnętrznych: SHAKE [Tobias & Brooks 1988] (łatwiejszy w implementacji) RATTLE [Anderson 1983]

96 Wybór warunków prowadzenia procesu Zespół mikrokanoniczny kanoniczny izotermalnoizobaryczny Wielkości stałe NVE NVT NPT Stan równowagi max. entropii (S) tradycyjna MD min. wolnej energii (A) tradycyjna MC min. pot. Gibbsa (G)

97 Zastosowanie ciągłego rozpuszczalnika dynamika stochastyczna (równanie ruchu Langevina): m i 2 d xi ( t) 2 dt F { x i i ( t)} i dxi ( t) dt m i R i ( t) - uwzględnienie sił tarcia ( m i v i ) - oraz ruchów Browna (przypadkowych zderzeń z cząsteczkami rozpuszczalnika pozwala na dłuższy krok czasowy umożliwia dużo dłuższe obliczenia niż z rozpuszczalnikiem explicite (szczególnie do polimerów) nie uwzględnia specyficznych oddziaływań z rozpuszczalnikiem (np. wiązania wodorowe)

98 Pudło periodyczne periodic box Liczba cząsteczek w pudle pozostaje stała. Periodic box pozwala na pozbycie się efektów brzegowych przy symulacjach w próżni (sfera rozpuszczalnika otacza badaną cząsteczkę) - napięcie powierzchniowe, parowanie. Aby zmniejszyć liczbę cząsteczek rozpuszczalnika lub dostosować do kształtu badanej cząsteczki (sfera, helisa) stosuje się różne kształty periodic box. Muszą wypełniać całą przestrzeń poprzez odpowiednie translacje komórki elementarnej. Periodic box dla symulacji ciał stałych: Powierzchnia kryształu jest granicą rzeczywistą. Kiedy molekuła wychodzi górą jest odbijana od górnej granicy.

99 Nieperiodyczne warunki brzegowe gdy bardzo duża cząsteczka lub gdy warunki nierównowagowe 1. symulacja w "kropli" rozpuszczalnika (10Å lub 5Å powłoka wokół badanej cząsteczki) enzym 2500 atomów w periodic box (odległość powierzchni białka do granicy pudła 10 Å) - razem 20,000 atomów kropla 10 Å - 14,700 kropla 5 Å - 8, Podział cząsteczki na miejsce aktywne (atomy mogą się poruszać), rezerwuar (pomiędzy R 1 i R 2 ) dozwolony ruch atomów tylko wewnątrz tej sfery. Reszta atomów nieruchoma lub ograniczona potencjałem harmonicznym do położeń początkowych. W obu tych metodach możliwe jest wystąpienie dużych efektów ubocznych w postaci sztucznych zjawisk nie obserwowanych w rzeczywistości

100 Promienie odcięcia (cutoff) dla oddziaływań van der Waalsa i elektrostatycznych Metoda PME (Particle Mesh Ewald) pozwala na obliczenia elektrostatyczne dalekozasięgowe (multipole zamiast ładunków cząstkowych na atomach) zamiast cutoff el-stat

101 Efekty działania potencjału - cutoff obliczenia oddziaływań niewiążących jest najbardziej czasochłonną częścią MD lub MC (ilość obliczeń N 2 ) dlatego wprowadza się do nich sferyczną granicę działania potencjału cutoff powinien być tak dobrany aby cząsteczka nie widziała swego własnego odbicia (mniejszy niż połowa długości najkrótszego boku komórki) (H 2 O) 2 (H 2 O) 2 cutoff = 8Å group-based cutoff potencjały przesuwane lub przełączane (np. na wielomian) Particle Mesh Ewald (PME)

102 Gładkie wyłączanie potencjału na granicy cutoff

103 Tworzenie listy par atomów dla oddziaływań niewiążących

104 Wybór długości symulacji

105 metoda Monte Carlo Algorytm Metropolisa [Metropolis et al. 1953]: nowy stan układu jest akceptowany zawsze jeśli ma energię niższą od poprzedniego stanu. jeśli ma wyższą energię - tylko wtedy jeśli czynnik Boltzmanna nie jest mniejszy od przypadkowej liczby z zakresu 0 1: Rozmiar każdego kroku musi być nie większy niż r max który jest tak określony, aby ok. 50% próbnych układów było akceptowanych. Jest on szacowany na początku i korygowany w trakcie obliczeń Podobnie jak w MD wymagana jest faza równowagowania układu przed fazą zbierania danych. W klasycznej netodzie MC T=const. i V=const. Można także używać zespołu NPT

106 Zmiana struktury w metodzie Monte Carlo we współrzędnych kartezjańskich: tylko małe zmiany są dozwolone aby nie zniekształcić cząsteczki - dużo więcej obliczeń. we współrzędnych wewnętrznych: można ustalić długości wiązań i kąty płaskie. Także małe zmiany kątów torsyjnych. MC jest stosowana głównie do modelowania uproszczonych modeli polimerów i biopolimerów rozpiętych na sieciach: sieć sześcienna sieć typu diamentu

107 Typy ruchów MC stosowanych w sieciach Przy szczególnie ciasno upakowanych polimerach jedynym możliwym ruchem może być ruch "wężowy": Modelowanie nieskończonych łańcuchów polimerów:

108 Próbkowanie przestrzeni konformacyjnej przy użyciu metod symulacyjnych Stosując odpowiednio wysokie temperatury (fizycznie niemożliwe) w MD i MC można przejść przez bardzo wysokie bariery energetyczne i zbadać całą przestrzeń fazową. Minimalizacja pozwala na uzyskanie lokalnych minimów. Simulated annealing [Kirkpatrick et al., 1983] Proces, w którym temperatura jest powoli obniżana a układ ma wystarczająco dużo czasu aby krystalizować bez defektów sieci. W wysokiej temperaturze układ jest równowagowany (MD lub MC) - może przechodzić przez wysokie bariery energetyczne. W miarę obniżania temperatury do 0 K osiąga się konformację o możliwie najniższej energii. Nie ma gwarancji osiągnięcia minimum globalnego ale stosując różne konformacje startowe można uzyskać prawie optymalne struktury.

109 Dynamika Molekularna z więzami Restrained Molecular Dynamics RMD i SA są wykorzystywane w X-ray i NMR do uzyskiwania końcowych struktur dużych cząsteczek. Dodatkowa funkcja kary jest dodawana do potencjału - podwyższa potencjał jeśli konformacja wykracza poza więzy. miara dopasowania - czynnik R struktury: R F - amplitudowe czynniki struktury F obs F obs F calc Metoda RMD zastąpiła metodę najmniejszych kwadratów prowadząc do lepszych struktur końcowych. Klejone potencjały stosowane w więzach: Dopasowywanie struktury cząsteczki do map gęstości elektronowej z X-ray

110 Porównanie algorytmów znajdowania konformacji Metoda systematyczne przeszukiwanie random search (cartesian) random search (internal) distance geometry molekularna dynamika Liczba konformacji [Saunders et al., 1990] C 17 H 34 Całkowita liczba konformacji w zakresie 3 kcal/mol od minimum globalnego wyniosła 262 żadna z metod nie znalazła wszystkich konformacji zgodnie z rozkładem Boltzmanna konformacje minimum globalnego stanowią tylko 8% wszystkich konformacji (zakładając równość entropii tych konformacji).

Komputerowe wspomaganie projektowanie leków

Komputerowe wspomaganie projektowanie leków Komputerowe wspomaganie projektowanie leków wykład IV Prof. dr hab. Sławomir Filipek Grupa BIOmodelowania Uniwersytet Warszawski, Wydział Chemii oraz Centrum Nauk Biologiczno-Chemicznych Cent-III www.biomodellab.eu

Bardziej szczegółowo

Strategie projektowania leków

Strategie projektowania leków Strategie projektowania leków Ligand-based drug design nieznana Budowanie modelu miejsc aktywnych liganda (farmakofor) Przeszukiwanie baz danych (screening) Struktura celu molekularnego znana 1D i 3D QSAR

Bardziej szczegółowo

Komputerowe wspomaganie projektowanie leków

Komputerowe wspomaganie projektowanie leków Komputerowe wspomaganie projektowanie leków wykład V Prof. dr hab. Sławomir Filipek Grupa BIOmodelowania Uniwersytet Warszawski, Wydział Chemii oraz Centrum Nauk Biologiczno-Chemicznych Cent-III www.biomodellab.eu

Bardziej szczegółowo

Komputerowe wspomaganie projektowanie leków

Komputerowe wspomaganie projektowanie leków Komputerowe wspomaganie projektowanie leków wykład VI Prof. dr hab. Sławomir Filipek Grupa BIOmodelowania Uniwersytet Warszawski, Wydział Chemii oraz Centrum Nauk Biologiczno-Chemicznych Cent-III www.biomodellab.eu

Bardziej szczegółowo

Komputerowe wspomaganie projektowania leków

Komputerowe wspomaganie projektowania leków Komputerowe wspomaganie projektowania leków MECHANIKA MOLEKULARNA I KWANTOWA W MM korzysta się z równań wynikających z praw fizyki klasycznej i stosuje się je do jader atomów z pominięciem elektronów,

Bardziej szczegółowo

Dokowanie molekularne. Karol Kamel Uniwersytet Warszawski

Dokowanie molekularne. Karol Kamel Uniwersytet Warszawski molekularne Wstęp Dokowanie metoda modelowania molekularnego, pozwalająca na znalezienie położenia (i konformacji) liganda w miejscu wiążącym receptora. Informacja ta pozwala na ocenę energii swobodnej

Bardziej szczegółowo

QSAR i związki z innymi metodami. Karol Kamel Uniwersytet Warszawski

QSAR i związki z innymi metodami. Karol Kamel Uniwersytet Warszawski QSAR i związki z innymi metodami Wstęp QSAR Quantitative Structure-Activity Relationship. Jest to metoda polegająca na znalezieniu (i analizie) zależności pomiędzy strukturą chemiczną (geometria cząsteczki,

Bardziej szczegółowo

cz. VII Metody projektowania leków i modelowanie molekularne

cz. VII Metody projektowania leków i modelowanie molekularne Oddziaływanie leków z celami molekularnymi cz. VII Metody projektowania leków i modelowanie molekularne Prof. dr hab. Sławomir Filipek Uniwersytet Warszawski, Wydział Chemii 1 Strategie projektowania leków

Bardziej szczegółowo

Optymalizacja optymalizacji

Optymalizacja optymalizacji 7 maja 2008 Wstęp Optymalizacja lokalna Optymalizacja globalna Algorytmy genetyczne Badane czasteczki Wykorzystane oprogramowanie (Algorytm genetyczny) 2 Sieć neuronowa Pochodne met-enkefaliny Optymalizacja

Bardziej szczegółowo

17.1 Podstawy metod symulacji komputerowych dla klasycznych układów wielu cząstek

17.1 Podstawy metod symulacji komputerowych dla klasycznych układów wielu cząstek Janusz Adamowski METODY OBLICZENIOWE FIZYKI 1 Rozdział 17 KLASYCZNA DYNAMIKA MOLEKULARNA 17.1 Podstawy metod symulacji komputerowych dla klasycznych układów wielu cząstek Rozważamy układ N punktowych cząstek

Bardziej szczegółowo

Podstawy projektowania leków wykład 12

Podstawy projektowania leków wykład 12 Podstawy projektowania leków wykład 12 Łukasz Berlicki Projektowanie wspomagane komputerowo Ligand-based design QSAR i 3D-QSAR Structure-based design projektowanie oparte na strukturze celu molekularnego

Bardziej szczegółowo

Badanie długości czynników sieciujących metodami symulacji komputerowych

Badanie długości czynników sieciujących metodami symulacji komputerowych Badanie długości czynników sieciujących metodami symulacji komputerowych Agnieszka Obarska-Kosińska Prof. dr hab. Bogdan Lesyng Promotorzy: Dr hab. Janusz Bujnicki Zakład Biofizyki, Instytut Fizyki Doświadczalnej,

Bardziej szczegółowo

Bioinformatyka wykład 3.I.2008

Bioinformatyka wykład 3.I.2008 Bioinformatyka wykład 3.I.2008 Białkowa bioinformatyka strukturalna c.d. krzysztof_pawlowski@sggw.pl 2008-01-03 1 Plan wykładu analiza i porównywanie struktur białek. doświadczalne metody badania struktur

Bardziej szczegółowo

Projektowanie Nowych Chemoterapeutyków

Projektowanie Nowych Chemoterapeutyków Jan Mazerski Katedra Technologii Leków i Biochemii Wydział Chemiczny Projektowanie Nowych Chemoterapeutyków XV. QSAR 3D QSAR w przestrzeni Rozwój metod ustalania struktury 3D dla białek i ich kompleksów.

Bardziej szczegółowo

Ćwiczenie 4: Modelowanie reakcji chemicznych. Stan przejściowy.

Ćwiczenie 4: Modelowanie reakcji chemicznych. Stan przejściowy. Ćwiczenie 4: Modelowanie reakcji chemicznych. Stan przejściowy. Celem ćwiczenia jest wymodelowanie przebiegu reakcji chemicznej podstawienia nukleofilowego zachodzącego zgodnie z mechanizmem SN2. Wprowadzenie:

Bardziej szczegółowo

Modelowanie molekularne

Modelowanie molekularne Ck08 Modelowanie molekularne metodami chemii kwantowej Dr hab. Artur Michalak Zakład Chemii Teoretycznej Wydział Chemii UJ Wykład 10 http://www.chemia.uj.edu.pl/~michalak/mmod2007/ Podstawowe idee i metody

Bardziej szczegółowo

Program MC. Obliczyć radialną funkcję korelacji. Zrobić jej wykres. Odczytać z wykresu wartość radialnej funkcji korelacji w punkcie r=

Program MC. Obliczyć radialną funkcję korelacji. Zrobić jej wykres. Odczytać z wykresu wartość radialnej funkcji korelacji w punkcie r= Program MC Napisać program symulujący twarde kule w zespole kanonicznym. Dla N > 100 twardych kul. Gęstość liczbowa 0.1 < N/V < 0.4. Zrobić obliczenia dla 2,3 różnych wartości gęstości. Obliczyć radialną

Bardziej szczegółowo

Ogólny schemat postępowania

Ogólny schemat postępowania Ogólny schemat postępowania 1. Należy zdecydować, który rozkład prawdopodobieństwa chcemy badać. Rozkład oznaczamy przez P; zależy od zespołu statystycznego. 2. Narzucamy warunek równowagi szczegółowej,

Bardziej szczegółowo

Bioinformatyka wykład 11, 11.I.2011 Białkowa bioinformatyka strukturalna c.d.

Bioinformatyka wykład 11, 11.I.2011 Białkowa bioinformatyka strukturalna c.d. Bioinformatyka wykład 11, 11.I.2011 Białkowa bioinformatyka strukturalna c.d. krzysztof_pawlowski@sggw.pl 11.01.11 1 Dopasowanie strukturalne (alignment) odległość: d ij = (x i -x J ) 2 + (y i -y J ) 2

Bardziej szczegółowo

Structure and Charge Density Studies of Pharmaceutical Substances in the Solid State

Structure and Charge Density Studies of Pharmaceutical Substances in the Solid State Maura Malińska Wydział Chemii, Uniwersytet Warszawski Promotorzy: prof. dr hab. Krzysztof Woźniak, prof. dr hab. Andrzej Kutner Structure and Charge Density Studies of Pharmaceutical Substances in the

Bardziej szczegółowo

Model wiązania kowalencyjnego cząsteczka H 2

Model wiązania kowalencyjnego cząsteczka H 2 Model wiązania kowalencyjnego cząsteczka H 2 + Współrzędne elektronu i protonów Orbitale wiążący i antywiążący otrzymane jako kombinacje orbitali atomowych Orbital wiążący duża gęstość ładunku między jądrami

Bardziej szczegółowo

Wykład 5 Widmo rotacyjne dwuatomowego rotatora sztywnego

Wykład 5 Widmo rotacyjne dwuatomowego rotatora sztywnego Wykład 5 Widmo rotacyjne dwuatomowego rotatora sztywnego W5. Energia molekuł Przemieszczanie się całych molekuł w przestrzeni - Ruch translacyjny - Odbywa się w fazie gazowej i ciekłej, w fazie stałej

Bardziej szczegółowo

Podstawy projektowania leków wykład 13

Podstawy projektowania leków wykład 13 odstawy projektowania leków wykład 13 Łukasz Berlicki rojektowanie wspomagane komputerowo rojektowanie leków oparte na strukturze często wykorzystuje metody komputerowe, aby: rzeanalizować duŝą liczbę

Bardziej szczegółowo

Podstawowe prawa opisujące właściwości gazów zostały wyprowadzone dla gazu modelowego, nazywanego gazem doskonałym (idealnym).

Podstawowe prawa opisujące właściwości gazów zostały wyprowadzone dla gazu modelowego, nazywanego gazem doskonałym (idealnym). Spis treści 1 Stan gazowy 2 Gaz doskonały 21 Definicja mikroskopowa 22 Definicja makroskopowa (termodynamiczna) 3 Prawa gazowe 31 Prawo Boyle a-mariotte a 32 Prawo Gay-Lussaca 33 Prawo Charlesa 34 Prawo

Bardziej szczegółowo

Czym się różni ciecz od ciała stałego?

Czym się różni ciecz od ciała stałego? Szkła Czym się różni ciecz od ciała stałego? gęstość Czy szkło to ciecz czy ciało stałe? Szkło powstaje w procesie chłodzenia cieczy. Czy szkło to ciecz przechłodzona? kryształ szkło ciecz przechłodzona

Bardziej szczegółowo

WIĄZANIA. Co sprawia, że ciała stałe istnieją i są stabilne? PRZYCIĄGANIE ODPYCHANIE

WIĄZANIA. Co sprawia, że ciała stałe istnieją i są stabilne? PRZYCIĄGANIE ODPYCHANIE WIĄZANIA Co sprawia, że ciała stałe istnieją i są stabilne? PRZYCIĄGANIE ODPYCHANIE Przyciąganie Wynika z elektrostatycznego oddziaływania między elektronami a dodatnimi jądrami atomowymi. Może to być

Bardziej szczegółowo

Kacper Kulczycki. Dynamika molekularna atomów oddziałujących siłami van der Waalsa

Kacper Kulczycki. Dynamika molekularna atomów oddziałujących siłami van der Waalsa Kacper Kulczycki Dynamika molekularna atomów oddziałujących siłami van der Waalsa Warszawa 2007 Spis treści: Spis treści 1 Wstęp 2 Teoria 2 Algorytm 3 Symulacje 4 Wyniki 24 Wnioski 47 1 Wstęp Ćwiczenie

Bardziej szczegółowo

Modelowanie molekularne

Modelowanie molekularne Modelowanie molekularne metodami chemii kwantowej Dr hab. Artur Michalak Zakład Chemii Teoretycznej Wydział Chemii UJ Wykład 4 http://www.chemia.uj.edu.pl/~michalak/mmod2007/ Podstawowe idee i metody chemii

Bardziej szczegółowo

- parametry geometryczne badanego związku: współrzędne i typy atomów, ich masy, ładunki, prędkości początkowe itp. (w NAMD plik.

- parametry geometryczne badanego związku: współrzędne i typy atomów, ich masy, ładunki, prędkości początkowe itp. (w NAMD plik. Avogadro Tworzenie i manipulacja modelami związków chemicznych. W symulacjach dynamiki molekularnej kluczowych elementem jest przygotowanie układu do symulacji tzn. stworzyć pliki wejściowe zawierające

Bardziej szczegółowo

Żwirki i Wigury 93, Warszawa TEL.: , FAX: , E- MAIL: Dr hab. Joanna T

Żwirki i Wigury 93, Warszawa TEL.: , FAX: , E- MAIL:   Dr hab. Joanna T Żwirki i Wigury 93, 02-089 Warszawa TEL.: + 48 22 55 40 800, FAX: +48 22 55 40 801, E- MAIL: sekretariat@uw.edu.pl www.cent.uw.edu.pl Dr hab. Joanna Trylska, prof. UW tel. (22) 5540843 e- mail: joanna@cent.uw.edu.pl

Bardziej szczegółowo

Problemy i rozwiązania

Problemy i rozwiązania Problemy i rozwiązania Znakomita większość układów, które badamy liczy sobie co najmniej mol cząsteczek >> 10 23 Typowy krok czasowy symulacji to 10-15 s natomiast zjawiska, które zachodzą wokół nas trwają

Bardziej szczegółowo

Zespół kanoniczny N,V, T. acc o n =min {1, exp [ U n U o ] }

Zespół kanoniczny N,V, T. acc o n =min {1, exp [ U n U o ] } Zespół kanoniczny Zespół kanoniczny N,V, T acc o n =min {1, exp [ U n U o ] } Zespół izobaryczno-izotermiczny Zespół izobaryczno-izotermiczny N P T acc o n =min {1, exp [ U n U o ] } acc o n =min {1, exp[

Bardziej szczegółowo

Atomy wieloelektronowe

Atomy wieloelektronowe Wiązania atomowe Atomy wieloelektronowe, obsadzanie stanów elektronowych, układ poziomów energii. Przykładowe konfiguracje elektronów, gazy szlachetne, litowce, chlorowce, układ okresowy pierwiastków,

Bardziej szczegółowo

Bioinformatyka wykład 8, 27.XI.2012

Bioinformatyka wykład 8, 27.XI.2012 Bioinformatyka wykład 8, 27.XI.2012 białkowa bioinformatyka strukturalna c.d. krzysztof_pawlowski@sggw.pl 2013-01-21 1 Plan wykładu regiony nieuporządkowane sposoby przedstawienia struktur białkowych powierzchnia

Bardziej szczegółowo

Modelowanie molekularne

Modelowanie molekularne Modelowanie molekularne metodami chemii kwantowej Dr hab. Artur Michalak Zakład Chemii Teoretycznej Wydział Chemii UJ Wykład 4 http://www.chemia.uj.edu.pl/~michalak/mmod2007/ Podstawowe idee i metody chemii

Bardziej szczegółowo

Elementy teorii powierzchni metali

Elementy teorii powierzchni metali prof. dr hab. Adam Kiejna Elementy teorii powierzchni metali Wykład 4 v.16 Wiązanie metaliczne Wiązanie metaliczne Zajmujemy się tylko metalami dlatego w zasadzie interesuje nas tylko wiązanie metaliczne.

Bardziej szczegółowo

Optymalizacja ciągła

Optymalizacja ciągła Optymalizacja ciągła 5. Metoda stochastycznego spadku wzdłuż gradientu Wojciech Kotłowski Instytut Informatyki PP http://www.cs.put.poznan.pl/wkotlowski/ 04.04.2019 1 / 20 Wprowadzenie Minimalizacja różniczkowalnej

Bardziej szczegółowo

Analiza zderzeń dwóch ciał sprężystych

Analiza zderzeń dwóch ciał sprężystych Ćwiczenie M5 Analiza zderzeń dwóch ciał sprężystych M5.1. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest pomiar czasu zderzenia kul stalowych o różnych masach i prędkościach z nieruchomą, ciężką stalową przeszkodą.

Bardziej szczegółowo

Wiązania chemiczne. Związek klasyfikacji ciał krystalicznych z charakterem wiązań atomowych. 5 typów wiązań

Wiązania chemiczne. Związek klasyfikacji ciał krystalicznych z charakterem wiązań atomowych. 5 typów wiązań Wiązania chemiczne Związek klasyfikacji ciał krystalicznych z charakterem wiązań atomowych 5 typów wiązań wodorowe A - H - A, jonowe ( np. KCl ) molekularne (pomiędzy atomami gazów szlachetnych i małymi

Bardziej szczegółowo

Systemy wbudowane. Uproszczone metody kosyntezy. Wykład 11: Metody kosyntezy systemów wbudowanych

Systemy wbudowane. Uproszczone metody kosyntezy. Wykład 11: Metody kosyntezy systemów wbudowanych Systemy wbudowane Wykład 11: Metody kosyntezy systemów wbudowanych Uproszczone metody kosyntezy Założenia: Jeden procesor o znanych parametrach Znane parametry akceleratora sprzętowego Vulcan Początkowo

Bardziej szczegółowo

Wykładnicze grafy przypadkowe: teoria i przykłady zastosowań do analizy rzeczywistych sieci złożonych

Wykładnicze grafy przypadkowe: teoria i przykłady zastosowań do analizy rzeczywistych sieci złożonych Gdańsk, Warsztaty pt. Układy Złożone (8 10 maja 2014) Agata Fronczak Zakład Fizyki Układów Złożonych Wydział Fizyki Politechniki Warszawskiej Wykładnicze grafy przypadkowe: teoria i przykłady zastosowań

Bardziej szczegółowo

Temat Ocena dopuszczająca Ocena dostateczna Ocena dobra Ocena bardzo dobra Ocena celująca. Uczeń:

Temat Ocena dopuszczająca Ocena dostateczna Ocena dobra Ocena bardzo dobra Ocena celująca. Uczeń: Chemia - klasa I (część 2) Wymagania edukacyjne Temat Ocena dopuszczająca Ocena dostateczna Ocena dobra Ocena bardzo dobra Ocena celująca Dział 1. Chemia nieorganiczna Lekcja organizacyjna. Zapoznanie

Bardziej szczegółowo

Krystalografia. Analiza wyników rentgenowskiej analizy strukturalnej i sposób ich prezentacji

Krystalografia. Analiza wyników rentgenowskiej analizy strukturalnej i sposób ich prezentacji Krystalografia Analiza wyników rentgenowskiej analizy strukturalnej i sposób ich prezentacji Opis geometrii Symetria: kryształu: grupa przestrzenna cząsteczki: grupa punktowa Parametry geometryczne współrzędne

Bardziej szczegółowo

Analiza zderzeń dwóch ciał sprężystych

Analiza zderzeń dwóch ciał sprężystych Ćwiczenie M5 Analiza zderzeń dwóch ciał sprężystych M5.1. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest pomiar czasu zderzenia kul stalowych o różnych masach i prędkościach z nieruchomą, ciężką stalową przeszkodą.

Bardziej szczegółowo

Metody rozwiązania równania Schrödingera

Metody rozwiązania równania Schrödingera Metody rozwiązania równania Schrödingera Równanie Schrödingera jako algebraiczne zagadnienie własne Rozwiązanie analityczne dla skończonej i nieskończonej studni potencjału Problem rozwiązania równania

Bardziej szczegółowo

Spis treści. Przedmowa... XI. Rozdział 1. Pomiar: jednostki miar... 1. Rozdział 2. Pomiar: liczby i obliczenia liczbowe... 16

Spis treści. Przedmowa... XI. Rozdział 1. Pomiar: jednostki miar... 1. Rozdział 2. Pomiar: liczby i obliczenia liczbowe... 16 Spis treści Przedmowa.......................... XI Rozdział 1. Pomiar: jednostki miar................. 1 1.1. Wielkości fizyczne i pozafizyczne.................. 1 1.2. Spójne układy miar. Układ SI i jego

Bardziej szczegółowo

WYMAGANIA EDUKACYJNE Z FIZYKI

WYMAGANIA EDUKACYJNE Z FIZYKI WYMAGANIA EDUKACYJNE Z FIZYKI KLASA I Budowa materii Wymagania na stopień dopuszczający obejmują treści niezbędne dla dalszego kształcenia oraz użyteczne w pozaszkolnej działalności ucznia. Uczeń: rozróżnia

Bardziej szczegółowo

Bioinformatyka wykład 9

Bioinformatyka wykład 9 Bioinformatyka wykład 9 14.XII.21 białkowa bioinformatyka strukturalna krzysztof_pawlowski@sggw.pl 211-1-17 1 Plan wykładu struktury białek dlaczego? struktury białek geometria i fizyka modyfikacje kowalencyjne

Bardziej szczegółowo

Oddziaływanie leków z celami molekularnymi i projektowanie leków

Oddziaływanie leków z celami molekularnymi i projektowanie leków Oddziaływanie leków z celami molekularnymi i projektowanie leków Prof. dr hab. Sławomir Filipek Grupa BIOmodelowania (biomodellab.eu) Uniwersytet Warszawski, Wydział Chemii oraz Centrum Nauk Biologiczno-Chemicznych

Bardziej szczegółowo

Oddziaływanie leków z celami molekularnymi i projektowanie leków

Oddziaływanie leków z celami molekularnymi i projektowanie leków Oddziaływanie leków z celami molekularnymi i projektowanie leków Prof. dr hab. Sławomir Filipek Grupa BIOmodelowania (biomodellab.eu) Uniwersytet Warszawski, Wydział Chemii oraz Centrum Nauk Biologiczno-Chemicznych

Bardziej szczegółowo

Bioinformatyka wykład 10

Bioinformatyka wykład 10 Bioinformatyka wykład 10 21.XII.2010 białkowa bioinformatyka strukturalna, c.d. krzysztof_pawlowski@sggw.pl 2011-01-17 1 Regiony nieuporządkowane disordered regions trudna definicja trudne do przewidzenia

Bardziej szczegółowo

Komputerowe wspomaganie projektowanie leków

Komputerowe wspomaganie projektowanie leków Komputerowe wspomaganie projektowanie leków wykład II Prof. dr hab. Sławomir Filipek Grupa BIOmodelowania Uniwersytet Warszawski, Wydział Chemii oraz Centrum Nauk Biologiczno-Chemicznych Cent-III www.biomodellab.eu

Bardziej szczegółowo

Bioinformatyka II Modelowanie struktury białek

Bioinformatyka II Modelowanie struktury białek Bioinformatyka II Modelowanie struktury białek 1. Który spośród wymienionych szablonów wybierzesz do modelowania dla każdego z podanych przypadków? Dlaczego? Struktura krystaliczną czy NMR (to samo białko,

Bardziej szczegółowo

Równoległe symulacje Monte Carlo na współdzielonej sieci

Równoległe symulacje Monte Carlo na współdzielonej sieci Równoległe symulacje Monte Carlo na współdzielonej sieci Szymon Murawski, Grzegorz Musiał, Grzegorz Pawłowski Wydział Fizyki, Uniwersytet im. Adama Mickiewicza 12 maja 2015 S. Murawski, G. Musiał, G. Pawłowski

Bardziej szczegółowo

Metody numeryczne. materiały do wykładu dla studentów. 7. Całkowanie numeryczne

Metody numeryczne. materiały do wykładu dla studentów. 7. Całkowanie numeryczne Metody numeryczne materiały do wykładu dla studentów 7. Całkowanie numeryczne 7.1. Całkowanie numeryczne 7.2. Metoda trapezów 7.3. Metoda Simpsona 7.4. Metoda 3/8 Newtona 7.5. Ogólna postać wzorów kwadratur

Bardziej szczegółowo

Dokowanie molekularne. Andrzej Bąk Instytut Chemii UŚ chemoinformatyka wykład 1

Dokowanie molekularne. Andrzej Bąk Instytut Chemii UŚ chemoinformatyka wykład 1 Dokowanie molekularne Andrzej Bąk Instytut Chemii UŚ chemoinformatyka wykład 1 Zarys Oddziaływanie ligand-receptor Modelowanie struktury receptora Reprezentacja makromolekuł Opis energii oddziaływań ligand-receptor

Bardziej szczegółowo

Modelowanie jako sposób opisu rzeczywistości. Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych Politechnika Łódzka

Modelowanie jako sposób opisu rzeczywistości. Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych Politechnika Łódzka Modelowanie jako sposób opisu rzeczywistości Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych Politechnika Łódzka 2015 Wprowadzenie: Modelowanie i symulacja PROBLEM: Podstawowy problem z opisem otaczającej

Bardziej szczegółowo

FIZYKA klasa 1 Liceum Ogólnokształcącego (4 letniego)

FIZYKA klasa 1 Liceum Ogólnokształcącego (4 letniego) 2019-09-01 FIZYKA klasa 1 Liceum Ogólnokształcącego (4 letniego) Treści z podstawy programowej przedmiotu POZIOM ROZSZERZONY (PR) SZKOŁY BENEDYKTA Podstawa programowa FIZYKA KLASA 1 LO (4-letnie po szkole

Bardziej szczegółowo

KI + Pb(NO 3 ) 2 PbI 2 + KNO 3. fermentacja alkoholowa

KI + Pb(NO 3 ) 2 PbI 2 + KNO 3. fermentacja alkoholowa Kinetyka chemiczna KI + Pb(NO 3 ) 2 PbI 2 + KNO 3 fermentacja alkoholowa czynniki wpływaj ywające na szybkość reakcji chemicznych stęż ężenie reagentów w (lub ciśnienie gazów w jeżeli eli reakcja przebiega

Bardziej szczegółowo

e E Z = P = 1 Z e E Kanoniczna suma stanów Prawdopodobieństwo wystąpienia mikrostanu U E = =Z 1 Wartość średnia energii

e E Z = P = 1 Z e E Kanoniczna suma stanów Prawdopodobieństwo wystąpienia mikrostanu U E = =Z 1 Wartość średnia energii Metoda Metropolisa Z = e E P = 1 Z e E Kanoniczna suma stanów Prawdopodobieństwo wystąpienia mikrostanu U E = P E =Z 1 E e E Wartość średnia energii Średnia wartość A = d r N A r N exp[ U r N ] d r N exp[

Bardziej szczegółowo

Komputerowe wspomaganie projektowania leków

Komputerowe wspomaganie projektowania leków Komputerowe wspomaganie projektowania leków MECHANIKA MOLEKULARNA I KWANTOWA W MM korzysta się z równań wynikających z praw fizyki klasycznej i stosuje się je do jader atomów z pominięciem elektronów,

Bardziej szczegółowo

Wstęp. Krystalografia geometryczna

Wstęp. Krystalografia geometryczna Wstęp Przedmiot badań krystalografii. Wprowadzenie do opisu struktury kryształów. Definicja sieci Bravais go i bazy atomowej, komórki prymitywnej i elementarnej. Podstawowe typy komórek elementarnych.

Bardziej szczegółowo

Stany skupienia materii

Stany skupienia materii Stany skupienia materii Ciała stałe - ustalony kształt i objętość - uporządkowanie dalekiego zasięgu - oddziaływania harmoniczne Ciecze -słabo ściśliwe - uporządkowanie bliskiego zasięgu -tworzą powierzchnię

Bardziej szczegółowo

Ćwiczenie 14. Maria Bełtowska-Brzezinska KINETYKA REAKCJI ENZYMATYCZNYCH

Ćwiczenie 14. Maria Bełtowska-Brzezinska KINETYKA REAKCJI ENZYMATYCZNYCH Ćwiczenie 14 aria Bełtowska-Brzezinska KINETYKA REAKCJI ENZYATYCZNYCH Zagadnienia: Podstawowe pojęcia kinetyki chemicznej (szybkość reakcji, reakcje elementarne, rząd reakcji). Równania kinetyczne prostych

Bardziej szczegółowo

Rozszerzony konspekt preskryptu do przedmiotu Podstawy Robotyki

Rozszerzony konspekt preskryptu do przedmiotu Podstawy Robotyki Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego Rozszerzony konspekt preskryptu do przedmiotu Podstawy Robotyki dr inż. Marek Wojtyra Instytut Techniki Lotniczej

Bardziej szczegółowo

DYNAMIKA dr Mikolaj Szopa

DYNAMIKA dr Mikolaj Szopa dr Mikolaj Szopa 17.10.2015 Do 1600 r. uważano, że naturalną cechą materii jest pozostawanie w stanie spoczynku. Dopiero Galileusz zauważył, że to stan ruchu nie zmienia się, dopóki nie ingerujemy I prawo

Bardziej szczegółowo

Fizyka statystyczna Fenomenologia przejść fazowych. P. F. Góra

Fizyka statystyczna Fenomenologia przejść fazowych. P. F. Góra Fizyka statystyczna Fenomenologia przejść fazowych P. F. Góra http://th-www.if.uj.edu.pl/zfs/gora/ 2015 Przejście fazowe transformacja układu termodynamicznego z jednej fazy (stanu materii) do innej, dokonywane

Bardziej szczegółowo

Kombinatoryczna analiza widm 2D-NOESY w spektroskopii Magnetycznego Rezonansu Jądrowego cząsteczek RNA. Marta Szachniuk

Kombinatoryczna analiza widm 2D-NOESY w spektroskopii Magnetycznego Rezonansu Jądrowego cząsteczek RNA. Marta Szachniuk Kombinatoryczna analiza widm 2D-NOESY w spektroskopii Magnetycznego Rezonansu Jądrowego cząsteczek RNA Marta Szachniuk Plan prezentacji Wprowadzenie do tematyki badań Teoretyczny model problemu Złożoność

Bardziej szczegółowo

Obliczenia polowe silnika przełączalnego reluktancyjnego (SRM) w celu jego optymalizacji

Obliczenia polowe silnika przełączalnego reluktancyjnego (SRM) w celu jego optymalizacji Akademia Górniczo Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Elektroniki Studenckie Koło Naukowe Maszyn Elektrycznych Magnesik Obliczenia polowe silnika

Bardziej szczegółowo

Równa Równ n a i n e i ru r ch u u ch u po tor t ze (równanie drogi) Prędkoś ędkoś w ru r ch u u ch pros pr t os ol t i ol n i io i wym

Równa Równ n a i n e i ru r ch u u ch u po tor t ze (równanie drogi) Prędkoś ędkoś w ru r ch u u ch pros pr t os ol t i ol n i io i wym Mechanika ogólna Wykład nr 14 Elementy kinematyki i dynamiki 1 Kinematyka Dział mechaniki zajmujący się matematycznym opisem układów mechanicznych oraz badaniem geometrycznych właściwości ich ruchu, bez

Bardziej szczegółowo

Modelowanie biomechaniczne. Dr inż. Sylwia Sobieszczyk Politechnika Gdańska Wydział Mechaniczny KMiWM 2005/2006

Modelowanie biomechaniczne. Dr inż. Sylwia Sobieszczyk Politechnika Gdańska Wydział Mechaniczny KMiWM 2005/2006 Modelowanie biomechaniczne Dr inż. Sylwia Sobieszczyk Politechnika Gdańska Wydział Mechaniczny KMiWM 2005/2006 Zakres: Definicja modelowania Modele kinematyczne ruch postępowy, obrotowy, przemieszczenie,

Bardziej szczegółowo

Metody numeryczne I Równania nieliniowe

Metody numeryczne I Równania nieliniowe Metody numeryczne I Równania nieliniowe Janusz Szwabiński szwabin@ift.uni.wroc.pl Metody numeryczne I (C) 2004 Janusz Szwabiński p.1/66 Równania nieliniowe 1. Równania nieliniowe z pojedynczym pierwiastkiem

Bardziej szczegółowo

ZAKŁAD CHEMII TEORETYCZNEJ

ZAKŁAD CHEMII TEORETYCZNEJ ZAKŁAD CHEMII TEORETYCZNEJ Prof. Krzysztof Nieszporek Kierownik Zakładu Prof. Krzysztof Woliński Prof. Paweł Szabelski Dr Mariusz Barczak Dr Damian Nieckarz Dr Przemysław Podkościelny prof. Krzysztof Woliński

Bardziej szczegółowo

Wymiana ciepła. Ładunek jest skwantowany. q=n. e gdzie n = ±1, ±2, ±3 [1C = 6, e] e=1, C

Wymiana ciepła. Ładunek jest skwantowany. q=n. e gdzie n = ±1, ±2, ±3 [1C = 6, e] e=1, C Wymiana ciepła Ładunek jest skwantowany ładunek elementarny ładunek pojedynczego elektronu (e). Każdy ładunek q (dodatni lub ujemny) jest całkowitą wielokrotnością jego bezwzględnej wartości. q=n. e gdzie

Bardziej szczegółowo

Mgr inż. Wojciech Chajec Pracownia Kompozytów, CNT Mgr inż. Adam Dziubiński Pracownia Aerodynamiki Numerycznej i Mechaniki Lotu, CNT SMIL

Mgr inż. Wojciech Chajec Pracownia Kompozytów, CNT Mgr inż. Adam Dziubiński Pracownia Aerodynamiki Numerycznej i Mechaniki Lotu, CNT SMIL Mgr inż. Wojciech Chajec Pracownia Kompozytów, CNT Mgr inż. Adam Dziubiński Pracownia Aerodynamiki Numerycznej i Mechaniki Lotu, CNT SMIL We wstępnej analizie przyjęto następujące założenia: Dwuwymiarowość

Bardziej szczegółowo

Metody Optymalizacji: Przeszukiwanie z listą tabu

Metody Optymalizacji: Przeszukiwanie z listą tabu Metody Optymalizacji: Przeszukiwanie z listą tabu Wojciech Kotłowski Instytut Informatyki Politechniki Poznańskiej email: imię.nazwisko@cs.put.poznan.pl pok. 2 (CW) tel. (61)665-2936 konsultacje: wtorek

Bardziej szczegółowo

Korzystanie z podstawowych rozkładów prawdopodobieństwa (tablice i arkusze kalkulacyjne)

Korzystanie z podstawowych rozkładów prawdopodobieństwa (tablice i arkusze kalkulacyjne) Korzystanie z podstawowych rozkładów prawdopodobieństwa (tablice i arkusze kalkulacyjne) Przygotował: Dr inż. Wojciech Artichowicz Katedra Hydrotechniki PG Zima 2014/15 1 TABLICE ROZKŁADÓW... 3 ROZKŁAD

Bardziej szczegółowo

Diagramy fazowe graficzna reprezentacja warunków równowagi

Diagramy fazowe graficzna reprezentacja warunków równowagi Diagramy fazowe graficzna reprezentacja warunków równowagi Faza jednorodna część układu, oddzielona od innych części granicami faz, na których zachodzi skokowa zmiana pewnych własności fizycznych. B 0

Bardziej szczegółowo

KI + Pb(NO 3 ) 2 PbI 2 + KNO 3. fermentacja alkoholowa

KI + Pb(NO 3 ) 2 PbI 2 + KNO 3. fermentacja alkoholowa Kinetyka chemiczna KI + Pb(NO 3 ) 2 PbI 2 + KNO 3 fermentacja alkoholowa czynniki wpływaj ywające na szybkość reakcji chemicznych stęż ężenie reagentów w (lub ciśnienie gazów w jeżeli eli reakcja przebiega

Bardziej szczegółowo

Spis treści PRZEDMOWA DO WYDANIA PIERWSZEGO...

Spis treści PRZEDMOWA DO WYDANIA PIERWSZEGO... Spis treści PRZEDMOWA DO WYDANIA PIERWSZEGO....................... XI 1. WPROWADZENIE DO GEODEZJI WYŻSZEJ..................... 1 Z historii geodezji........................................ 1 1.1. Kształt

Bardziej szczegółowo

Ciśnienie i temperatura model mikroskopowy

Ciśnienie i temperatura model mikroskopowy Ciśnienie i temperatura model mikroskopowy Mikroskopowy model ciśnienia gazu wzór na ciśnienie gazu Mikroskopowa interpretacja temperatury Średnia energia cząsteczki gazu zasada ekwipartycji energii Czy

Bardziej szczegółowo

Symulacje komputerowe

Symulacje komputerowe Fizyka w modelowaniu i symulacjach komputerowych Jacek Matulewski (e-mail: jacek@fizyka.umk.pl) http://www.fizyka.umk.pl/~jacek/dydaktyka/modsym/ Symulacje komputerowe Dynamika bryły sztywnej Wersja: 8

Bardziej szczegółowo

Katarzyna Jesionek Zastosowanie symulacji dynamiki cieczy oraz ośrodków sprężystych w symulatorach operacji chirurgicznych.

Katarzyna Jesionek Zastosowanie symulacji dynamiki cieczy oraz ośrodków sprężystych w symulatorach operacji chirurgicznych. Katarzyna Jesionek Zastosowanie symulacji dynamiki cieczy oraz ośrodków sprężystych w symulatorach operacji chirurgicznych. Jedną z metod symulacji dynamiki cieczy jest zastosowanie metody siatkowej Boltzmanna.

Bardziej szczegółowo

Wyznaczanie modułu Younga metodą strzałki ugięcia

Wyznaczanie modułu Younga metodą strzałki ugięcia Ćwiczenie M12 Wyznaczanie modułu Younga metodą strzałki ugięcia M12.1. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest wyznaczenie wartości modułu Younga różnych materiałów poprzez badanie strzałki ugięcia wykonanych

Bardziej szczegółowo

Kryteria samorzutności procesów fizyko-chemicznych

Kryteria samorzutności procesów fizyko-chemicznych Kryteria samorzutności procesów fizyko-chemicznych 2.5.1. Samorzutność i równowaga 2.5.2. Sens i pojęcie entalpii swobodnej 2.5.3. Sens i pojęcie energii swobodnej 2.5.4. Obliczanie zmian entalpii oraz

Bardziej szczegółowo

S. Baran - Podstawy fizyki materii skondensowanej Wiązania chemiczne w ciałach stałych. Wiązania chemiczne w ciałach stałych

S. Baran - Podstawy fizyki materii skondensowanej Wiązania chemiczne w ciałach stałych. Wiązania chemiczne w ciałach stałych Wiązania chemiczne w ciałach stałych Wiązania chemiczne w ciałach stałych typ kowalencyjne jonowe metaliczne Van der Waalsa wodorowe siła* silne silne silne pochodzenie uwspólnienie e- (pary e-) przez

Bardziej szczegółowo

Teoria kinetyczna gazów

Teoria kinetyczna gazów Teoria kinetyczna gazów Mikroskopowy model ciśnienia gazu wzór na ciśnienie gazu Mikroskopowa interpretacja temperatury Średnia energia cząsteczki gazu zasada ekwipartycji energii Czy ciepło właściwe przy

Bardziej szczegółowo

Zasady oceniania karta pracy

Zasady oceniania karta pracy Zadanie 1.1. 5) stosuje zasadę zachowania energii oraz zasadę zachowania pędu do opisu zderzeń sprężystych i niesprężystych. Zderzenie, podczas którego wózki łączą się ze sobą, jest zderzeniem niesprężystym.

Bardziej szczegółowo

Wykład 1. Anna Ptaszek. 5 października Katedra Inżynierii i Aparatury Przemysłu Spożywczego. Chemia fizyczna - wykład 1. Anna Ptaszek 1 / 36

Wykład 1. Anna Ptaszek. 5 października Katedra Inżynierii i Aparatury Przemysłu Spożywczego. Chemia fizyczna - wykład 1. Anna Ptaszek 1 / 36 Wykład 1 Katedra Inżynierii i Aparatury Przemysłu Spożywczego 5 października 2015 1 / 36 Podstawowe pojęcia Układ termodynamiczny To zbiór niezależnych elementów, które oddziałują ze sobą tworząc integralną

Bardziej szczegółowo

ALGORYTMY GENETYCZNE (wykład + ćwiczenia)

ALGORYTMY GENETYCZNE (wykład + ćwiczenia) ALGORYTMY GENETYCZNE (wykład + ćwiczenia) Prof. dr hab. Krzysztof Dems Treści programowe: 1. Metody rozwiązywania problemów matematycznych i informatycznych.. Elementarny algorytm genetyczny: definicja

Bardziej szczegółowo

Optymalizacja. Przeszukiwanie lokalne

Optymalizacja. Przeszukiwanie lokalne dr hab. inż. Instytut Informatyki Politechnika Poznańska www.cs.put.poznan.pl/mkomosinski, Maciej Hapke Idea sąsiedztwa Definicja sąsiedztwa x S zbiór N(x) S rozwiązań, które leżą blisko rozwiązania x

Bardziej szczegółowo

Modelowanie białek ab initio / de novo

Modelowanie białek ab initio / de novo Modelowanie białek ab initio / de novo Słowniczek de novo - od początku, na nowo ab initio - od początku Słowniczek de novo - kategoria metod przewidywania struktury, w których nie używa się wzorców homologicznych

Bardziej szczegółowo

Elementy wspo łczesnej teorii inwersji

Elementy wspo łczesnej teorii inwersji Elementy wspo łczesnej teorii inwersji Metoda optymalizacyjna (2) W. Debski, 8.01.2015 Liniowy problem odwrotny m est (λ) = m apr + (G T G + λi) 1 G T ( dobs G m apr) +δ d est d o = + λ I ( G T G + λi

Bardziej szczegółowo

Ćwiczenie 4: Ciepło właściwe monokryształu fcc argonu

Ćwiczenie 4: Ciepło właściwe monokryształu fcc argonu Ćwiczenie 4: Ciepło właściwe monokryształu fcc argonu Tym razem zajmiemy się już problemem bardziej złożonym. Celem ćwiczenia jest wyznaczenie dla monokryształu fcc argonu ciepła właściwego c, tj. ciepła

Bardziej szczegółowo

Różne typy wiązań mają ta sama przyczynę: energia powstającej stabilnej cząsteczki jest mniejsza niż sumaryczna energia tworzących ją, oddalonych

Różne typy wiązań mają ta sama przyczynę: energia powstającej stabilnej cząsteczki jest mniejsza niż sumaryczna energia tworzących ją, oddalonych Wiązania atomowe Atomy wieloelektronowe, obsadzanie stanów elektronowych, układ poziomów energii. Przykładowe konfiguracje elektronów, gazy szlachetne, litowce, chlorowce, układ okresowy pierwiastków,

Bardziej szczegółowo

Podstawy fizyki wykład 8

Podstawy fizyki wykład 8 Podstawy fizyki wykład 8 Dr Piotr Sitarek Instytut Fizyki, Politechnika Wrocławska Ładunek elektryczny Grecy ok. 600 r p.n.e. odkryli, że bursztyn potarty o wełnę przyciąga inne (drobne) przedmioty. słowo

Bardziej szczegółowo

Techniki optymalizacji

Techniki optymalizacji Techniki optymalizacji Symulowane wyżarzanie Maciej Hapke maciej.hapke at put.poznan.pl Wyżarzanie wzrost temperatury gorącej kąpieli do takiej wartości, w której ciało stałe topnieje powolne zmniejszanie

Bardziej szczegółowo

Techniki Optymalizacji: Stochastyczny spadek wzdłuż gradientu I

Techniki Optymalizacji: Stochastyczny spadek wzdłuż gradientu I Techniki Optymalizacji: Stochastyczny spadek wzdłuż gradientu I Wojciech Kotłowski Instytut Informatyki Politechniki Poznańskiej email: imię.nazwisko@cs.put.poznan.pl pok. 2 (CW) tel. (61)665-2936 konsultacje:

Bardziej szczegółowo

Grafy i sieci wybrane zagadnienia wykład 3: modele służące porównywaniu sieci

Grafy i sieci wybrane zagadnienia wykład 3: modele służące porównywaniu sieci Grafy i sieci wybrane zagadnienia wykład 3: modele służące porównywaniu sieci prof. dr hab. inż. Marta Kasprzak Instytut Informatyki, Politechnika Poznańska Plan wykładu 1. Sieci jako modele interakcji

Bardziej szczegółowo

8. PODSTAWY ANALIZY NIELINIOWEJ

8. PODSTAWY ANALIZY NIELINIOWEJ 8. PODSTAWY ANALIZY NIELINIOWEJ 1 8. 8. PODSTAWY ANALIZY NIELINIOWEJ 8.1. Wprowadzenie Zadania nieliniowe mają swoje zastosowanie na przykład w rozwiązywaniu cięgien. Przyczyny nieliniowości: 1) geometryczne:

Bardziej szczegółowo