Molekulu modelēšana kā diskrēta dinamiska sistēma

Abstract

Molekulāru sistēmu modelēšana pēdējos gadu desmitos arvien vairāk ir piesaistījusi dažâdu nozaru zinātnieku interesi. It sevišķi lielu bioloģisku polimēru - proteīnu, nukleīnskābju un lipīdu, modelēšana ir patiešām multidisciplinārs izaicinājums. Klasiskajā molekulu mehānikā sistēmas dinamika laikā tiek aprakstīta, izmantojot Ņūtona kustîbas vienādojumu.Sarežģītā spēku funkcija molekulu dinamikas simulācijās rada vajadzību izmantot aproksim āciju. Molekulu dinamikas simulācijās tiek izmantots Verlet algoritms. Lielu molekulu simulācija ir laika un resursu ietilpīgs process. Vissarežģītākie aprēķini ir spēku funkcijas pārrēķināšana. Šajā darbā tiek aplûkots Verlet ātruma algoritms dažâdu spēka funkciju gadîjumā un risināta problēma kā diferenču vienādojumu sistēma (vai dinamiska sistēma).

Molecular modeling in recent decades has increasingly attracted the interest of scientists in different fields. Especially modelling of large biological polymers - proteins, nucleic acids and lipids, is really a multidisciplinary challenge. In the classical molecular dynamics at the mechanics of the system is described by Newton's motion equation. The high cost of evaluating forces in molecular dynamics makes it necessary to use approximations. The Verlet algorithm is the method of choice in molecular dynamics simulations. The investigation of protein molecules is time and computer recourses consuming process. Generally one of the bigest problem is force recalculation. We would like to particularize by approximazation the force function and solve the acquired task as the system of difference equations (or discrete dynamical system).