Метод броуновской динамики

У.3.6. Возможности и перспективы метода броуновской динамики [c.140]

Наиболее интересно прямое сопоставление результатов молекулярной и броуновской динамики для одних и тех же моделей цепи. В работе [139] сопоставлялись различные равновесные характеристики доли транс- и гош-изомеров, среднеквадратичные размеры цепи и т. д., и корреляционные функции, рассчитанные методом МД для моделей молекул бутана и декана с данными МД, полученными [c.122]

По нашему мнению, продолжительность жизни молекулы воды в гидратационном слое по порядку величины составляет 10 с, т. е. примерно в 100 раз больше, чем время, требуемое для молекулы воды, чтобы разорвать и снова образовать несколько водородных связей, которые ограничивают ее движение в чистом растворителе. Тем не менее это время достаточно мало, чтобы его можно было рассматривать как характеристическое время для движения молекул жидкости. Разъяснение данной точки зрения и другие аспекты динамики взаимодействий вода — белок и белок — вода — белок в растворах белков и являются предметом настоящей статьи. Ниже представлены данные и выводы, следующие из результатов использования очень эффективного экспериментального метода, который, не будучи уже новым, применяется только в нашей и еще очень немногих лабораториях. Авторы измерили зависимость скорости магнитной спин-решеточной релаксации ядер растворителя (воды) в растворах белка от величины магнитного поля. Этому методу дали сокращенное название ЯМР-д (дисперсия ядерной магнитной релаксации). Опыты по ЯМР-д показали, что на быстрое вращательное броуновское движение молекул растворителя (воды) накладывается в результате функционирования механизма взаимодействия (еще не вполне понятого) очень небольшая по величине компонента, которая имитирует намного более медленное вращательное движение молекул белка [6, 7]. Кроме того, в экспериментах по ЯМР-д измеряются усредненные свойства всех молекул растворителя, так что время жизни молекул воды в гидратационном слое выступает в качестве естественного параметра во многих моделях, которые объясняют эти данные. Можно добавить, что данные по ЯМР-д прямо указывают на довольно быстрое ориентационное броуновское движение. Поэтому появляется возможность изучения микроскопической вязкости растворителя вблизи белковой молекулы в широком диапазоне значений pH, в присутствии различных буферов и т. д., что не всегда удается сделать с помощью других методов. [c.162]

В методе броуновской динамики (БД) для описания движения частвд используют ур-ние Ланжевена [c.111]

В рамках ИМММ решение проблемы состоит в том, что следует перейти к уравнениям движения более общего вида, например к уравнениям Ланжевена. Соответствующий аппарат численного экспериментирования называется обычно ланжевеновской динамикой (ЛД) или броуновской динамикой (БД) [3, 11]. В уравнениях движения ЛД действующие на каждую частицу силы содержат два члена, которые отсутствуют в ньютоновских уравнениях, — пропорциональную скорости силу трения и случайную (обычно дельта-коррелированную, со спектром белого шума) силу. Такое представление правых частей уравнений движения характерно для броуновских частиц и, разумеется, в задачах МД не единственно. Однако важно подчеркнуть, что оба дополнительных слагаемых могут быть получены с помощью ЧЭДТ, первичного по отношению к ЛД. Обычно оказывается, что можно считать, что скорости и случайные силы не коррелированы и что случайные силы флуктуируют с много большей частотой, чем скорости. Это позволяет свести ЧЭДТ к последовательности шагов, на каждом из которых координаты и скорости частиц системы задаются формальным решением уравнений Ланжевена. Последние содержат не обычные для классической механики интегралы, а стохастические. Таким образом, на этом этапе иерархии ИМММ появляются черты, свойственные математической теории диффузионных процессов [12, 13] и методам МК- [c.84]

Наиболее детальное описание макромолекулярной динамики с учетом микрострзтстуры и локальных взаимодействий дает прямая имитация молекулярного движения на ЭВМ методами молекулярной и броуновской динамики. В методе МД численно решаются уравнения классичес- [c.10]

Наряду с изложенными, в настоящее время существуют другие модельные или полуфеноменологические теории локальных релаксационных свойств полимерных цепей, в том числе и решеточных теорий с применением методов МК (см. библиографию и описание различных подходов в работе [180]). Однако результаты этих работ также нельзя экстраполировать в область мелкомасштабных движений. С другой стороны, методы прямого моделирования процессов на ЭВМ (молекулярная и броуновская динамика), в силу ограниченности машинных ресурсов зачастую не могут описать временное поведение на больших временах, а тем более дать временную асимптотику. [c.165]

В работе [41] уравнение Ланжевена обобш ено на случай химии конденсированной фазы, в частности на взаимодействие газ — твердое тело и на катализированные твердой поверхностью химические реакции. Эти проблемы получили значительное экспериментальное развитие благодаря методам молекулярных пучков и лазерной спектроскопической механике для пикосекундных временных интервалов в химической динамике в жидкостях и твердых телах. Построенная для рассмотрения указанных задач схема сочетает газофазную теорию и теорию конденсированной фазы, объединяя метод классических траекторий газофазной химической кинетики с обобщенной теорией броуновского движения. [c.55]