Mecanica moleculara

Mecanica moleculara

Mecanica moleculara (MM)

• Pentru molecule mari calcule semiempirice nu mai pot fi aplicate eficient
• MM foloseste expresii algebrice simple pentru calcul energetic fara a calcula funtia de unda sau densitate totala de electroni
• Nucleele si electronii sunt vazuti ca un singur sistem (particula atomica), sferica, cu o anumita sarcina partiala

Metode QM/MM

• Se imparte sistemul de simulart (exemplu: enzima-substrat) in doua regiuni:

• Interioara (I) care contine fragmentele aflate in reactie. Reprezentare QM
• Mediul biomolecular inconjurator (restul proteinei), regiunea II reprezentata prin MM

Hamiltonianul (energia totala)

H = HQM + HQM/MM + HMM

Hamiltonianul de cuplare dintre regiunile I si II

Variante

• Regiunea I, tratata "exact"
• Regiunea II, tratata "aproximativ"/semiempiric
• Restul (regiunea III) tratata MM

Principala dificultate

Stabilirea parametrilor pentru zonele de trecere dintre regiuni

Tratare QM a unui intreg sistem proteic (proteina/solvent/substrat) este posibila cel putin in principiu

• Cele mai primitatoare rezultate cu principiul divide si cucereste (studii DFT):

Se imparte un sistem in mai multe subsisteme

Densitate electronica a fiecarui subsistem reflecta proprietatile subsistemelor vecine ("mediu")

Exemplificare: Atomul de carbon

• 2s22px2py
• s este ocupat ("complet") de doi electoni

pe orbitalii px si py se afla doar cite un electron nenimperechiat

In consecinta doar 2 din cei patru electroni de valenta pot forma legaturi.