FSI3400 Molekylär modellering 7,5 hp

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.

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.

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

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

När kurs inte längre ges har student möjlighet att examineras under ytterligare två läsår.

Examinator beslutar, baserat på rekommendation från KTH:s handläggare av stöd till studenter med funktionsnedsättning, om eventuell anpassad examination för studenter med dokumenterad, varaktig funktionsnedsättning.

Examinator får medge annan examinationsform vid omexamination av enstaka studenter.

Laborationer och skriftlig tentamen.

• Vid grupparbete har alla i gruppen ansvar för gruppens arbete.
• Vid examination ska varje student ärligt redovisa hjälp som erhållits och källor som använts.
• Vid muntlig examination ska varje student kunna redogöra för hela uppgiften och hela lösningen.