In English

SI3400 Molekylär modellering 7,5 hp

Molecular Modelling

  • Utbildningsnivå

    Forskarnivå

  • Kursnivå (A-D)

    D

  • Huvudområde

  • Betygsskala

Det finns inget planerat kurstillfälle.

Lärandemål

Doktoranden ska efter genomgången kurs kunna:

  • förklara atomära växelverkningar från kvantkemi, och använda kvantkemiska datorprogram.
  • behärska molekylmekaniska kraftfält, parametrisering, och deras begränsningar. Man skall vidare kunna genomföra energiminimeringar och molekyldynamiska simuleringar för enkla system.
  • kritiskt jämföra metoder och nivåer av modellering för tillämpningar på vatten och proteiner.
  • övergripande förstå bioinformatik, kemoinformatik, strukturförutsägelse och proteinveckning.
  • redogöra för avancerade modelleringsmetoder som fri-energi och beräkning av lösnings- eller bindingsenergier för små molekyler, dockning, och tillämpningar inom modern läkemedelsdesign.

Kursens huvudsakliga innehåll

Kvantkemi: System med en eller flera elektroner. Ab initio-metoder, Hartree-Fock ekvationerna, gaussiska basfunktioner. Orbitaler. Beräkning av partialladdningar och använding av praktiska program.

Molekylära kraftfält: Bindingar, vinklar, torsionsvinklar. Elektrostatik och van der Waals-krafter, parametrisering från experiment eller kvantkemiska beräkningar. Effektiva par-potentialer, vätebindningar. Beräkning av molekylära egenskaper och begränsningar, exempel på kraftfält.

Energilandskap: minimering, algoritmer, normalmodsanalys, övergångstillstånd och reaktionsvägar.

Simuleringsmetoder: Molekyldynamik, ekvilibrering, jämvikt, termodynamiska egenskaper från simuleringar, stokastisk dynamik, energikonservering. Monte Carlo-metoder och konformationsanalys.

Bioinformatik: Sekvensanalys, proteinstruktur, homologimodellering, förutsägelse av tredimensionell struktur från sekvens. Kemoinformatik, kombinatoriska databaser.

Avancerade tillämpningar: Beräkning av fri-energi-skillnader i simuleringar, lösningsenergi, kemiska reaktioner, dockning av molekyler, modern läkemedelsdesign med simuleringar och kvantkemi.

Behörighet

Differentialekvationer, fouriertransformer, termodynamik, elektrostatik, elementär kvantmekanik och grundläggande kemi.

Litteratur

Leach, A. R. Molecular modelling - principles and applications, 2nd ed., ISBN 0-582-38210-6

Examination

Krav för slutbetyg

Laborationer och skriftlig tentamen.

Ges av

SCI/Teoretisk fysik

Kontaktperson

Olle Edholm

Examinator

Olof Edholm <oed@kth.se>

Versionsinformation

Kursplan giltig från och med VT09.