В новой рубрике мы будем выбирать для вас самые интересные лекции авторов ПостНауки, прочитанные ими на различных площадках, и публиковать в привычном формате. Так, мы со временем соберем лучшие выступления ученых в одном месте. Чтобы посоветовать нам лекции, пишите postnauka@postnauka.ru.

Каково современное состояние области теоретического моделирования биомолекул? Что такое метод эмпирического силового поля? Как работают ионные каналы? На эти и другие вопросы ответил Антон Чугунов в ходе лекции, прочитанной 20 декабря 2012 года, организованной Институтом Биоорганической химии

Моделирование в биологии может быть разным. Вся биологическая система никогда не моделируется целиком, разные структуры моделируются отдельно. Поэтому можно отдельно изучать поведение молекул, отдельно моделировать биохимические процессы, предсказывать поведение физиологических систем, а так же поведение различных популяций и эффекты на уровне целых экосистем и даже земного шара.

Рекомендуем по этой теме:
1946
Молекулярное моделирование
Молекулярное моделирование — это вычислительные методы, которые позволяют с разной степенью физической корректности на атомарном уровне изучать молекулярные системы разной сложности. Здесь есть своя биологическая иерархия, и ее можно разделить на несколько ветвей: это методы эмпирических силовых полей — то, что непосредственно касается структуры и динамики биомолекул; биоинформатика, которая является работой с биологическими текстами; моделирование на основе гомологии — алгоритмы, которые позволяют предсказать строение неизвестного белка на основе родственных отношений с другими белками, чье строение известно; и молекулярный докинг — специальный алгоритм, который предназначен для изучения взаимодействия двух молекул между собой.

В основе всего этого лежит квантовая механика, которая на сегодняшний момент считается самой базовой наукой и которая говорит о движении материи. Она лежит в основе строения молекул, описывает их строение, связи, которые в молекуле существуют и все типы взаимодействия в явном виде. Метод эмпирического силового поля основан на переходе от квантовой механики к классической. Фактически это решение второго закона Ньютона, который говорит о том, как частица движется в каком-то внешнем поле сил. Этот метод так устроен, что он разбивает все взаимодействия, которые существуют в молекулярной системе на отдельные пары взаимодействий, происходящие с теми или иными явлениями.