Введение
Глава 1. Методы молекулярной динамики при исследовании биообъектов ... 7
Физические основы метода молекулярной динамики 7
Температура и термостаты 11
Столкновительный термостат 13
Термостат Берендсена 13
Термостат Нозе-Гувера 14
Ланжевеновская динамика 15
Длина траектории и эргодичность 15
Численное интегрирование. Метод Верле 16
Обработка результатов. Статистики 17
Сравнительный анализ результатов 18
Использование данных квантово-химических расчётов 19
Приближения при решении волнового уравнения 19
Расчётные методы квантовой химии 21
Поиск стационарных точек поверхности потенциальной энергии 27
Глава 2. Отработка методов молекулярной динамики для исследования биологических объектов 32
Сравнительное изучение термостатов 32
Изучение влияния гидрофобности среды на динамику пептидов 35
Протокол молекулярной динамики 38
Двумерные сечения Пуанкаре 41
Дисперсионный анализ двумерных сечений Пуанкаре 44
Трёхмерные сечения Пуанкаре. Эффективный объём 46
Автокорреляционные функции 53
Изучение эффектов, связанных с образованием водородных связей 56
Ряд модифицированных тирозинов 57
Динамическое поведение олигопептидов. Ноотропный агент СЕМАКС 59
Заключение 61
Глава 3. Отработка методов управляемой молекулярной динамики 63
Функционирование ретиналь-содержащих белков: родопсина и бактериородопсина 63
Особенности функционирования бактериородопсина 64
Изомеризация ретиналя внутри зрительного родопсина 67
Определение барьеров внутреннего вращения 69
Определение параметров МД протокола для основного и возбуждённого состояния ретиналя методами квантовой химии 73
Нахожения параметров силового поля 73
Параметры силового поля для ретиналя в So состоянии 77
Параметры силового для ретиналя в возбуждённом состоянии 81
Динамика ретиналя в невозбуждённом состоянии 85
Динамика ретиналя в возбуждённом состоянии 87
Применение метода управляемой молекулярной динамики к изучению ионных каналов 90
Расчёт проводимости ионного канала 90
Заключение 94
Глава 4. Получение структуры канала глицинового рецептора в закрытом и открытом состояниях. Изучение миграции ионов методами управляемой молекулярной динамики 97
Функционирование глициновых рецепторов 97
Расположение глицинергических тормозных нейронов, волокон, содержащих глицин и глициновых рецепторов 99
Предсинаптические глицинергические окончания 101
Биосинтез и расщепление глицина 102
Механизм запасания и выброса глицина из предсинаптических терминалей 103
Определение параметров силового поля для систем с гидратированными ионами 106
Моделирование структуры канала глицинового рецептора 110
Закрытый канал 110
Открытый канал 124
Исследование миграции ионов сквозь канал рецептора в открытом состоянии 125
Динамика прохождения различных ионов 125
Исследование влияния диэлектрической проницаемости среды 127
Влияние парциальных зарядов на динамику гидратированных ионов.. 128
Сравнительное изучение ионной миграции при действии различных сил 129
Влияние изменения радиуса канала 130
Заключение 132
Выводы 133
Литература 135
