Simulation modeling of biomolecules
A.A. 2020/2021
Obiettivi formativi
L'insegnamento presenta alcune tecniche basate sulla teoria qualitativa degli orbitali molecolari utili nello studio della struttura elettronica, della geometria molecolare e della reattivita' dei complessi dei metalli di transizione. Le esperienze di laboratorio guideranno lo studente nell'esecuzione di calcoli degli orbitali molecolari di alcune specie organometalliche.
Risultati apprendimento attesi
Lo studente sara' in grado di descrivere qualitativamente la struttura elettronica dei complessi dei metalli di transizione e di impiegare queste informazioni per razionalizzare o prevedere la loro geometria e reattivita'.
Periodo: Secondo semestre
Modalità di valutazione: Esame
Giudizio di valutazione: voto verbalizzato in trentesimi
Corso singolo
Questo insegnamento non può essere seguito come corso singolo. Puoi trovare gli insegnamenti disponibili consultando il catalogo corsi singoli.
Programma e organizzazione didattica
Edizione unica
Responsabile
Periodo
Secondo semestre
Le lezioni si svolgeranno in modalità sincrona sulla piattaforma MS Teams fino a che continuerà la fase emergenziale. Le lezioni saranno registrate e rese disponibili su Ariel. Gli esami si svolgeranno su MS Teams.
Programma
Concetti di base:
- Concetti fondamentali di modellistica molecolare. Campi di forza.
- Dinamica molecolare.
- Il metodo Monte Carlo.
- Il problema del campionamento. Metodi di enhanced sampling (parallel tempering, umbrella sampling, steered molecular dynamics, metodi basati sull'equazione di Jarzynski).
-Calcolo di energie libere. Perturbazione e integrazione termodinamica.
- Metodi semplificati per il calcolo di energie libere di interazione.
- Analisi dei dati di una simulazione. Essential Dynamics. Communication propensity.
Applicazioni
-Campi di forza per situazioni particolari: Alogeni e Metalli.
- Analisi conformazionale basata su campi di forza.
- Docking molecolare.
- Interazioni proteina-proteina: come modellarle?
- Sviluppo di farmaci modulatori di interazioni proteina-proteina.
- Il problema del folding di proteine. Farmaci inibitori del folding.
-Proteine antigelo e modellazione.
- Concetti fondamentali di modellistica molecolare. Campi di forza.
- Dinamica molecolare.
- Il metodo Monte Carlo.
- Il problema del campionamento. Metodi di enhanced sampling (parallel tempering, umbrella sampling, steered molecular dynamics, metodi basati sull'equazione di Jarzynski).
-Calcolo di energie libere. Perturbazione e integrazione termodinamica.
- Metodi semplificati per il calcolo di energie libere di interazione.
- Analisi dei dati di una simulazione. Essential Dynamics. Communication propensity.
Applicazioni
-Campi di forza per situazioni particolari: Alogeni e Metalli.
- Analisi conformazionale basata su campi di forza.
- Docking molecolare.
- Interazioni proteina-proteina: come modellarle?
- Sviluppo di farmaci modulatori di interazioni proteina-proteina.
- Il problema del folding di proteine. Farmaci inibitori del folding.
-Proteine antigelo e modellazione.
Prerequisiti
Conoscenza di base di matematica, fisica, chimica fisica e chimica organica.
Metodi didattici
Lezione frontali assistite dall'uso di slides (vedi sezione didattica emergenziale).
Materiale di riferimento
- M.P. Allen, D.J. Tildesley, Computer simulation of liquids.
- A. R. Leach, Molecular Modelling - Principles and Applications, Longman
- Articoli su argomenti specifici indicati dal docente durante le lezioni
- A. R. Leach, Molecular Modelling - Principles and Applications, Longman
- Articoli su argomenti specifici indicati dal docente durante le lezioni
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
Orale: l'esame orale consisterà in una discussione volta a verificare la preparazione dello studente sui contenuti del corso. L'esame tipicamente comprenderà alcune domande riguardo ai fondamenti dei metodi di simulazione e alla loro applicazione allo studio di biomolecole.
Docente/i
Ricevimento:
Su appuntamento
Ufficio del docente (Dipartimento di Chimica- Piano Terra - Corpo B) oppure via MS Teams