Revision sheet: Introduction à la modélisation moléculaire et dynamique

📋 Plan du Cours

1. Énergies potentielles des atomes liés : liaison, angle de valence, torsion et sortie hors plan
2. Interactions non liées entre atomes : énergie de Van der Waals, cutoff Lennard-Jones et énergie coulombienne
3. Paramétrisation, minimisation d’énergie et recherche systématique en modélisation moléculaire
4. Calculs dynamiques : vitesses, accélérations, positions et ensembles thermodynamiques
5. Analyse des trajectoires en dynamique moléculaire : RMSD, liaisons hydrogène et structures secondaires
6. Algorithmes numériques en dynamique moléculaire : leapfrog et Verlet
7. Phases pratiques d’un calcul de dynamique moléculaire : minimisation, équilibration, production et validation
8. Utilisation des données RMN en dynamique moléculaire : angles dièdres, distances inter-protons, effet nOe et couplages scalaires
9. Recuit simulé en modélisation moléculaire : principes, applications cartésiennes et angulaires
10. Dynamiques moléculaires à différentes échelles temporelles et approche coarse grain
11. Contraintes expérimentales RMN et cycles de raffinement des structures moléculaires
12. Validation des structures en dynamique moléculaire : chiralité, carte de Ramachandran et critères géométriques

📖 1. Énergies potentielles des atomes liés : liaison, angle de valence, torsion et sortie hors plan

🔑 Notions clés & Définitions

• Avec : Une constante ou un paramètre utilisé dans les équations d'énergie potentielle pour modéliser les interactions entre atomes liés.
• Σ Rij : Kχ χ Rij ELJ
• ETot : La somme de l'énergie cinétique et de l'énergie potentielle dans un système moléculaire lors d'un calcul de dynamique moléculaire.
• Interactions intermoléculaires : Les forces agissant entre atomes de molécules différentes ou entre une molécule et son environnement, incluant les interactions Van der Waals et électrostatiques.
• Angle de valence : L'angle formé par trois atomes liés covalemment, dont la variation modifie l'énergie potentielle par un terme de déformation angulaire.

📝 Points essentiels

• Les termes liés 1-3 concernent l’énergie potentielle d’atomes liés de manière covalente séparés de 1, 2 ou 3 liaisons, correspondant respectivement à l’énergie de liaison, d’angle de valence et de torsion.
• L’énergie de sortie hors du plan (OOP) modélise la déviation hors du plan pour les atomes SP2, en utilisant un potentiel quadratique avec une forte constante de rappel.
• Chaque type d’énergie potentielle liée correspond à une déformation géométrique spécifique : étirement de liaison, variation d’angle de valence, rotation autour d’une liaison (torsion) et sortie hors plan.
• Energie de Sortie Hors du Plan (OOP) pour les atomes SP2 7 I.B.

💡 À retenir

Les termes liés 1-3 concernent l’énergie potentielle d’atomes liés de manière covalente séparés de 1, 2 ou 3 liaisons, correspondant respectivement à l’énergie de liaison, d’angle de valence et de torsion.

📖 2. Interactions non liées entre atomes : énergie de Van der Waals, cutoff Lennard-Jones et énergie coulombienne

🔑 Notions clés & Définitions

• Potentiel de Lennard-Jones : Un modèle mathématique décrivant l’énergie d’interaction Van der Waals entre deux atomes, combinant une partie répulsive à courte distance due au gène stérique et une partie attractive à plus grande distance liée aux forces de London.
• Énergie Coulombienne (Électrostatique) : L’énergie résultant des interactions entre charges électriques atomiques, dépendant des charges, de la constante diélectrique du milieu, de la distance entre charges, et pouvant être modifiée par la présence de solvant ou des conditions périodiques aux bornes.

📝 Points essentiels

• Les interactions non liées concernent les atomes séparés de plus de 3 liaisons, incluant interactions intermoléculaires et avec le solvant.
• Le potentiel de Lennard-Jones modélise les interactions Van der Waals avec une partie répulsive (à courte distance) et une partie attractive (à plus grande distance), dépendant de la distance interatomique.
• Le cutoff Lennard-Jones limite la distance au-delà de laquelle ces interactions sont négligées pour optimiser le calcul, évitant une augmentation excessive de la liste des voisins.
• L’énergie coulombienne dépend des charges atomiques, de la constante diélectrique, et peut être ajustée selon la présence ou non d’un solvant, ou dans le cadre de conditions périodiques.
• Ladam 38 VIII.A. Champs de Force Gros Grains dit « Inversion de Boltzmann » L’inversion de Boltzmann permet de déduire un potentiel d’interaction à partir d’une densité de probabilité. La probabilité d’un état du système moléculaire est proportionnelle au facteur de Boltzmann : Où P est la densité probabilité et U l’énergie potentielle du système. Si, inversement, on connaît la probabilité, il suffit d’inverser le facteur pour obtenir le potentiel à partir de la distribution statistique : Donc, pour les interactions intramoléculaires, on obtient : Avec : U est le potentiel intramoléculaire r la longueur de la liaison θ l’angle entre deux liaisons successives φ est l’angle dièdre entre trois liaisons successives. Pour les interactions intermoléculaires de symétrie sphérique (électrostatique et Van der Walls): Où r est la distance entre deux atomes. Dans le cas de la définition d’un potentiel gros grain à partir d’un modèle atomistique, la densité de probabilité est déduite de trajectoires de dynamique moléculaire atomistique. La calibration d’un modèle de potentiel gros grain consiste alors à ajuster les paramètres du modèle de potentiel pour que la distribution déduite du potentiel gros grain soit en cohérence avec la distribution provenant du modèle atomistique. VIII.B. Champs de Force Gros Grains dit « Force-Matching » Le Force-Matching est une méthode directe de calcul des interactions gros grains à partir du modèle atomistique. L’objectif est de calculer une force effective exercée sur un grain à partir des forces exercées sur les atomes qui le constituent. P ∝ exp( −U kT ) U(r) = − kT . ln[P(r)/4πr2] U(θ ) = − kT . ln[P(θ )/Sinθ ] U(ϕ) = − kT . ln[P(ϕ)] U(r) = − kT . ln[P(r)/4πr2] Modélisation Moléculaire P.

💡 À retenir

Cette section explique les forces non covalentes fondamentales, notamment Van der Waals et électrostatique, qui gouvernent les interactions spatiales entre atomes éloignés, essentielles pour une modélisation réaliste.

📖 3. Paramétrisation, minimisation d’énergie et recherche systématique en modélisation moléculaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Minimisation d’énergie : Processus visant à ajuster la structure moléculaire pour éliminer les encombrements stériques et atteindre un minimum local ou global d'énergie potentielle avant la simulation dynamique.
• Recherche systématique : Méthode d'exploration des différentes conformations possibles d'une molécule afin d'identifier les minima locaux et globaux d'énergie potentielle.

📝 Points essentiels

• La paramétrisation consiste à définir les constantes de force et paramètres géométriques du champ de force adaptés à la molécule étudiée.
• La minimisation d’énergie est une étape préalable pour éliminer les encombrements stériques et stabiliser la structure avant simulation dynamique.
• La recherche systématique explore les conformations possibles pour identifier les minima locaux et globaux d’énergie potentielle.

💡 À retenir

La minimisation d’énergie est une étape préalable pour éliminer les encombrements stériques et stabiliser la structure avant simulation dynamique.

📖 4. Calculs dynamiques : vitesses, accélérations, positions et ensembles thermodynamiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Distribution de Maxwell-Boltzmann : Loi statistique qui décrit la répartition des vitesses des particules dans un gaz à l'équilibre thermique, utilisée pour attribuer aléatoirement les vitesses initiales des atomes en fonction de la température choisie.
• Calcul des accélérations : Détermination des accélérations des atomes à partir des forces calculées comme dérivées du potentiel d'énergie en fonction des positions atomiques, permettant de faire évoluer les vitesses et positions.
• Calcul des vitesses atomiques : Vitesses atomiques sont au départ du calcul attribuées selon la loi de Maxwell-Boltzmann à la température choisie : II.A.1.

📝 Points essentiels

• Les vitesses initiales des atomes sont attribuées aléatoirement selon la distribution de Maxwell-Boltzmann à la température choisie.
• Les positions sont mises à jour à chaque itération en intégrant les vitesses et accélérations, par exemple avec la méthode Verlet.
• Les ensembles thermodynamiques NVE, NVT et NPT définissent respectivement des conditions micro-canonique, canonique et isotherme-isobare pour la simulation.
• Les thermostats et barostats contrôlent la température et la pression pendant la dynamique moléculaire, par exemple l’algorithme de Berendsen.
• Ladam 38 VIII.A. Champs de Force Gros Grains dit « Inversion de Boltzmann » L’inversion de Boltzmann permet de déduire un potentiel d’interaction à partir d’une densité de probabilité. La probabilité d’un état du système moléculaire est proportionnelle au facteur de Boltzmann : Où P est la densité probabilité et U l’énergie potentielle du système. Si, inversement, on connaît la probabilité, il suffit d’inverser le facteur pour obtenir le potentiel à partir de la distribution statistique : Donc, pour les interactions intramoléculaires, on obtient : Avec : U est le potentiel intramoléculaire r la longueur de la liaison θ l’angle entre deux liaisons successives φ est l’angle dièdre entre trois liaisons successives. Pour les interactions intermoléculaires de symétrie sphérique (électrostatique et Van der Walls): Où r est la distance entre deux atomes. Dans le cas de la définition d’un potentiel gros grain à partir d’un modèle atomistique, la densité de probabilité est déduite de trajectoires de dynamique moléculaire atomistique. La calibration d’un modèle de potentiel gros grain consiste alors à ajuster les paramètres du modèle de potentiel pour que la distribution déduite du potentiel gros grain soit en cohérence avec la distribution provenant du modèle atomistique. VIII.B. Champs de Force Gros Grains dit « Force-Matching » Le Force-Matching est une méthode directe de calcul des interactions gros grains à partir du modèle atomistique. L’objectif est de calculer une force effective exercée sur un grain à partir des forces exercées sur les atomes qui le constituent. P ∝ exp( −U kT ) U(r) = − kT . ln[P(r)/4πr2] U(θ ) = − kT . ln[P(θ )/Sinθ ] U(ϕ) = − kT . ln[P(ϕ)] U(r) = − kT . ln[P(r)/4πr2] Modélisation Moléculaire P.
• Ladam 8 I.B.1.a. Cutoff du potentiel de Lennard-Jones Les interactions entre atomes non liés (van der Valls et électrostatiques) sont les plus nombreuses. Considérant le rapide déclin à zéro de ces potentiels il n’y a pas de sens à calculer ces interactions au delà du seuil ou ils s’annulent d’autant plus que la liste d’atomes voisins augmente considérablement avec la distance. On va donc restreindre le calcul aux atomes voisins dans un volume délimité par un cutoff, rayon limite de calcul des interactions. Dans le cas ou ce cutoff serait dans le domaine ou le potentiel n’est pas tout à fait nul pour un couple d’atomes, cela entraîne l’apparition d’une marche dans le potentiel. Or comme on calcule des forces dérivant de ce potentiel, si l’on se trouve en ce point de cutoff on aura une force infinie (tangente verticale). Afin d’éviter cette discontinuité, on va convoluer le potentiel de Lennard-Jones avec une fonction d’extinction, typiquement une fonction sigmoïde passant de 1 à zéro, qui opérera une extinction douce du potentiel. I.B.2. Energie Coulombienne (Electrostatique) L'énergie Coulombienne entre 2 charges est donnée par :qi et qj ECb = 1 4πε0 qiqj Rij Modélisation Moléculaire P.

💡 À retenir

Cette section décrit les calculs fondamentaux et conditions thermodynamiques qui régissent l’évolution temporelle des systèmes moléculaires simulés.

📖 5. Analyse des trajectoires en dynamique moléculaire : RMSD, liaisons hydrogène et structures secondaires

🔑 Notions clés & Définitions

• RMSD : Mesure de la déviation quadratique moyenne entre deux conformations moléculaires après alignement, caractérisant la différence géométrique entre elles.
• Structures secondaires : Régions d’une protéine peuvent subir des changements de Ladam 26 C-terminale souvent) mais d'autres régions non terminales peuvent être sujettes à des mouvements locaux.

📝 Points essentiels

• Le RMSD mesure la déviation moyenne quadratique entre deux conformations, utile pour comparer la stabilité ou évolution d’une structure.
• L’énergie des liaisons hydrogène est évaluée indirectement via les termes Van der Waals et électrostatiques appliqués aux paires donneur-accepteur.
• Les structures secondaires (hélices, feuillets) sont identifiées et suivies au cours de la simulation pour analyser la dynamique conformationnelle.
• Ladam 8 I.B.1.a. Cutoff du potentiel de Lennard-Jones Les interactions entre atomes non liés (van der Valls et électrostatiques) sont les plus nombreuses. Considérant le rapide déclin à zéro de ces potentiels il n’y a pas de sens à calculer ces interactions au delà du seuil ou ils s’annulent d’autant plus que la liste d’atomes voisins augmente considérablement avec la distance. On va donc restreindre le calcul aux atomes voisins dans un volume délimité par un cutoff, rayon limite de calcul des interactions. Dans le cas ou ce cutoff serait dans le domaine ou le potentiel n’est pas tout à fait nul pour un couple d’atomes, cela entraîne l’apparition d’une marche dans le potentiel. Or comme on calcule des forces dérivant de ce potentiel, si l’on se trouve en ce point de cutoff on aura une force infinie (tangente verticale). Afin d’éviter cette discontinuité, on va convoluer le potentiel de Lennard-Jones avec une fonction d’extinction, typiquement une fonction sigmoïde passant de 1 à zéro, qui opérera une extinction douce du potentiel. I.B.2. Energie Coulombienne (Electrostatique) L'énergie Coulombienne entre 2 charges est donnée par :qi et qj ECb = 1 4πε0 qiqj Rij Modélisation Moléculaire P.
• Hydrogènes 18 III.D. Structures secondaires 18 IV. Algorithmes de la Dynamique

💡 À retenir

Le RMSD mesure la déviation moyenne quadratique entre deux conformations, utile pour comparer la stabilité ou évolution d’une structure.

📖 6. Algorithmes numériques en dynamique moléculaire : leapfrog et Verlet

🔑 Notions clés & Définitions

• Algorithme leapfrog : Une méthode numérique qui calcule les vitesses à des instants décalés de moitié de pas temporel par rapport aux positions, améliorant la stabilité numérique des simulations.
• Dynamique Moléculaire : Une technique de simulation qui intègre les équations du mouvement pour étudier l’évolution temporelle des positions et vitesses des atomes dans un système moléculaire.
• Modélisation Moléculaire : Energie Coulombienne (Electrostatique) L'énergie Coulombienne entre 2 charges est donnée par :qi et qj ECb

📝 Points essentiels

• L’algorithme leapfrog calcule les vitesses à mi-pas temporel pour une meilleure stabilité numérique.
• L’algorithme Verlet utilise les positions aux pas précédents et actuels pour calculer les nouvelles positions sans calcul direct des vitesses.
• Ces algorithmes permettent d’intégrer les équations du mouvement avec précision et efficacité dans les simulations.
• Algorithme de Ladam 8 I.B.1.a.
• On contrôle la température en modifiant les vitesses des atomes.

💡 À retenir

L’algorithme leapfrog calcule les vitesses à mi-pas temporel pour une meilleure stabilité numérique.

📖 7. Phases pratiques d’un calcul de dynamique moléculaire : minimisation, équilibration, production et validation

🔑 Notions clés & Définitions

• Phase de production : La période de simulation durant laquelle les données sont collectées pour analyser les fluctuations et les propriétés dynamiques du système.
• Validation des structures : Un ensemble de contrôles effectués après la simulation pour garantir la qualité des structures, incluant la vérification de la chiralité, l’analyse de la carte de Ramachandran et d’autres critères géométriques.
• Dynamique Moléculaire : Une méthode de simulation numérique qui étudie le comportement et l’évolution des systèmes moléculaires en modélisant leurs interactions physiques et paramètres thermodynamiques.
• Phase d’équilibration : (b) Phase d'Equilibration C'est la phase préparative à la phase suivante (production).

📝 Points essentiels

• La minimisation réduit les encombrements stériques et stabilise la structure initiale pour éviter l’échec du calcul.
• L’équilibration prépare le système à la température et pression cibles, sans analyse des données durant cette phase.
• La phase de production est la période d’intérêt pour l’analyse des fluctuations et propriétés dynamiques.
• La validation inclut la vérification de la chiralité, la carte de Ramachandran et critères géométriques pour assurer la qualité des structures simulées.
• Ladam 16 Avec: le timestep, la température ciblée, la température à l’itération courante, le temps de relaxation de la température (décroissance monoexponentielle) valant en général 0,01 ps pendant l’équilibration et 0,5 ps pendant la production. III. Analyse en DM III.A. Séries temporelles Dans le cas ou l’on suit une grandeur physique A d’intérêt (Energie, distance, angle…) au cours du temps, on exprimera pour ces variables dépendent des coordonnées et/ou des vitesses/Temp°… On évaluera une moyenne et un écart-type.
• Moyenne :
• Ecart type : III.B. Entre conformations Calcul de RMSD (Root Mean Square Deviation) Écart quadratique moyen : Caractérise la différence géométrique entre 2 conformations différentes après alignement 2 phases :

💡 À retenir

Cette section décrit le protocole expérimental standard garantissant la fiabilité et la pertinence des résultats issus de la dynamique moléculaire.

📖 8. Utilisation des données RMN en dynamique moléculaire : angles dièdres, distances inter-protons, effet nOe et couplages scalaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Angles dièdres : Paramètres géométriques décrivant la torsion autour d’une liaison chimique, déterminés par la rotation relative de deux plans formés par quatre atomes consécutifs dans une molécule.
• Effet nOe (Nuclear Overhauser Effect) : Phénomène d’interaction dipolaire entre noyaux d’hydrogène permettant de mesurer des distances inter-protons jusqu’à environ 5 Å, utilisé pour obtenir des informations de proximité spatiale dans les molécules.

📝 Points essentiels

• L’effet nOe fournit des informations de proximité spatiale entre protons distants dans la séquence, jusqu’à environ 5 Å.
• Les contraintes d’angles dièdres sont dérivées des couplages scalaires et influencent la conformation locale.
• Les contraintes RMN sont intégrées au potentiel d’énergie sous forme de termes quadratiques avec constantes de rappel pour guider la simulation.
• Ces données expérimentales permettent de raffiner et valider les structures moléculaires simulées.
• Ladam 28 Fig.6. Profil Quadratique pour des valeurs croissantes de constante de rappel k. VI.C.1.Cycle de rafinement pour les structures RMN La détermination de structure par RMN n’est pas un processus direct. En effet l’interprétation des données RMN n’est pas sans ambiguïté et des erreurs d’interprétation sont possibles (notamment au niveau de l’attribution). Il en résulte que certaines contraintes expérimentales (nOé, angles dièdres) peuvent être contradictoires et rendre impossible le calcul de repliement. Afin de corriger ces erreurs, on entrera dans un cycle d’aller-retours entre les structures calculées et les données expérimentales jusqu’a ce que l’on arrive à convergence. Ce cycle est illustré ci-dessous. Modélisation Moléculaire P.
• Ladam 22 V.D. (d) Validation des structures V.D.1. Chiralité (ProCheck) Vérification de la bonne chiralité pour les centres asymétriques. Pas d’inversion durant les calculs à haute température. V.D.2. Ramachandran (Stride) Peptides et protéines. Carte de Ramachandran correcte. V.E. (e) Phase d'Analyse La phase d'analyse des données va permettre de regarder en détail des phénomènes de dynamiques locaux ou globaux. Elle présente beaucoup d’intérêt surtout dans l’étude structurale par RMN. V.E.1. Données expérimentales en RMN L’étude des spectres RMN 2D (voir 3D) permet d’obtenir deux types d’informations structurales : Des angles dièdres et des Distances entre protons. Pour chaque type d’information, il sera effectué des expériences RMN (séquences d’impulsions) spécifiques. Ces expériences révèlent des types d’interactions (couplages) différents : Modélisation Moléculaire P.

💡 À retenir

Les données RMN, telles que les contraintes d’angles dièdres et les distances inter-protons issues de l’effet nOe, sont intégrées dans la dynamique moléculaire via des potentiels d’énergie spécifiques, permettant ainsi d’améliorer la précision et la validation des structures moléculaires simulées.

📖 9. Recuit simulé en modélisation moléculaire : principes, applications cartésiennes et angulaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Recuit simulé : Méthode d'optimisation inspirée du refroidissement lent des métaux, qui consiste à chauffer un système pour lui permettre d'échapper aux minima locaux d'énergie, puis à le refroidir progressivement afin d'atteindre un minimum global.
• Modélisation Moléculaire : Ces mouvements locaux peuvent être étudiés : ΘJhh dnOe Å dnOe = 4,6Å = 40 % 7Å + 60 % 3Å JHiHj = 3,2Hz

📝 Points essentiels

• Le recuit simulé s’inspire du refroidissement lent des métaux pour éviter que le système reste piégé dans un minimum local d’énergie.
• Le recuit simulé peut être appliqué aux coordonnées cartésiennes et aux angles dièdres pour optimiser la structure moléculaire.
• VI.D.1.a.Schéma de Principe du Recuit Simulé α Modélisation Moléculaire P.
• La méthode de recuit simulé a été affinée dans un second temps pour permettre l’affranchissement complet par rapport aux structures de départ : une matrice aléatoire de coordonnées peut servir de structure de base (Nilges et al., 1988a).

💡 À retenir

Le recuit simulé s’inspire du refroidissement lent des métaux pour éviter que le système reste piégé dans un minimum local d’énergie.

📖 10. Dynamiques moléculaires à différentes échelles temporelles et approche coarse grain

🔑 Notions clés & Définitions

• Allostérie : Phénomène par lequel la liaison ou la modification d’un site spécifique d’une molécule entraîne un changement de structure ou de fonction à un autre site, souvent impliqué dans la régulation enzymatique.

📝 Points essentiels

• Les mouvements moléculaires biologiquement significatifs se produisent à différentes échelles temporelles, allant de la picoseconde à la seconde.
• Les vibrations rapides concernent principalement les liaisons chimiques et les angles, tandis que les mouvements plus lents impliquent des transitions conformationnelles et des phénomènes d’allostérie.
• L’approche coarse grain simplifie la représentation moléculaire en regroupant des atomes en unités plus grosses, ce qui permet d’étendre les simulations à des temps plus longs et à des systèmes plus grands, au prix d’une perte de finesse.
• Ladam 34 On obtient ainsi un jeu de N équations du mouvement (N correspond aux nombres d’angles dièdres), ces équations doivent être intégrées numériquement comme dans le cas d'une dynamique cartésienne. Dans le cas du formalisme de Lagrange on obtient pour les accélérations généralisées un système de N équations reliant toutes les accélérations entre elles qu’il faut à chaque pas résoudre, ce qui rend les calculs très lourds. Une méthode de calcul très intéressante (Stein et al., 1997) évite ce problème et permet de calculer de proche en proche chaque accélération par rapport à l’accélération de l’angle dièdre voisin. Cette méthode est intégrée dans les logiciels CNS et XPLOR (version 3.851). Comme dans toute dynamique, le pas d’intégration doit être inférieur au temps correspondant au mouvement le plus rapide de la molécule (voir la section précédente). Dans le cas d’une dynamique cartésienne le mouvement le plus rapide correspond généralement à la vibration d’un atome d’hydrogène le long de la liaison covalente qui le lie à un atome lourd. Dans une représentation utilisant les angles dièdres, tous ces mouvements rapides (élongation des liaisons, distorsions des angles dièdres) sont supprimés et dès lors il ne reste que des mouvements faisant intervenir des rotations d’atomes ou de groupe d’atomes autour des liaisons covalentes, ce qui permet d’augmenter les temps de
• Dans une représentation utilisant les angles dièdres, tous ces mouvements rapides (élongation des liaisons, distorsions des angles dièdres) sont supprimés et dès lors il ne reste que des mouvements faisant intervenir des rotations d’atomes ou de groupe d’atomes autour des liaisons covalentes, ce qui permet d’augmenter les temps de dynamique de façon notable.

💡 À retenir

Les mouvements moléculaires biologiquement significatifs se produisent à différentes échelles temporelles, allant de la picoseconde à la seconde.

📖 11. Contraintes expérimentales RMN et cycles de raffinement des structures moléculaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Constantes de rappel : Des coefficients qui pondèrent les termes quadratiques ajoutés au potentiel d’énergie pour imposer les contraintes expérimentales RMN sur les distances et angles, contrôlant ainsi la rigidité des contraintes appliquées.
• Données expérimentales : Les informations issues des mesures RMN, telles que les distances inter-protons et les angles dièdres, utilisées pour guider et ajuster la modélisation des structures moléculaires.
• Potentiel de contraintes : Ajouté à l'énergie potentielle du champs de forces.

📝 Points essentiels

• Les contraintes RMN sont ajoutées au potentiel d’énergie sous forme de termes quadratiques avec constantes de rappel pour distances et angles.
• Les cycles de raffinement alternent entre minimisation d’énergie et ajustement des contraintes expérimentales pour améliorer la structure.
• Ce processus permet d’intégrer les données RMN de manière dynamique et itérative dans la modélisation moléculaire.

💡 À retenir

Les contraintes RMN sont ajoutées au potentiel d’énergie sous forme de termes quadratiques avec constantes de rappel pour distances et angles.

📖 12. Validation des structures en dynamique moléculaire : chiralité, carte de Ramachandran et critères géométriques

🔑 Notions clés & Définitions

• Chiralité (ProCheck) : L’évaluation stéréochimique des centres asymétriques dans une structure, assurant qu’aucune inversion de configuration ne survient durant la simulation.
• Dynamique Moléculaire : Une méthode de simulation numérique qui calcule les positions, vitesses et accélérations des atomes en fonction des forces interatomiques pour étudier la stabilité et la flexibilité des molécules.
• Validation des structures : Un ensemble de contrôles post-simulation incluant la vérification de la chiralité, l’analyse des angles dièdres via la carte de Ramachandran, et la conformité aux critères géométriques pour garantir la qualité et la fiabilité des structures obtenues.

📝 Points essentiels

• La validation de la chiralité assure l’absence d’inversion des centres asymétriques durant la simulation.
• La carte de Ramachandran vérifie la plausibilité des angles dièdres phi et psi dans les peptides et protéines.
• Les critères géométriques incluent la vérification des distances, angles et conformations pour garantir la qualité structurale.
• Dans le cas des protéines et des peptides, le résultat est indéniable mais il est encore plus impressionnant dans le cas d’un ADN de 12 paires de bases : après un cycle de calcul, le recuit simulé dans l’espace des angles dièdres donne 52% de convergence tandis que les deux autres méthodes ne donnent aucun résultat.

💡 À retenir

Cette section souligne l’importance des contrôles rigoureux post-simulation pour garantir la fiabilité et la pertinence biologique des structures obtenues.

🧩 Compléments de couverture

1. Détail source à réviser : Champs de forces 6 I.A. Termes liés (1-3) 6 I.A.1. Energie de Liaison (Stretching) 6 I.A.2. Energie d’angle de Valence (Bending) 6 I.A.3. Energie Torsionnelle (Angles dièdres) 7 I.A.4. Energie de Sortie Hors du Plan (OOP (Source: "Champs de forces 6 I.A. Termes liés (1-3) 6 I.A.1. Energie de Liaison (Stretching) 6 I.A.2. Energie d’angle de Valence (Bending) 6 I.A.3. Energie Torsionnelle (Angles dièdres) 7 I.A.4. Energie de Sortie Hors du Plan (OOP) pour les atomes SP2 7 I.B. Termes non liés (1-4) 8 I.B.1. Energie de Van der Valls 8 I.B.1.a.Cutoff du potentiel de Lennard-Jones 9")
2. Détail source à réviser : (Ensemble Micro-canonique) 15 II.D.3. L’ensemble NVT (Ensemble Canonique) 15 II.D.4. L’ensemble NPT (Ensemble Isotherme-Isobare) 15 II.E. DM avec contrôle de Température 16 II.F. DM avec contrôle de pression 16 II.G. Alg (Source: "(Ensemble Micro-canonique) 15 II.D.3. L’ensemble NVT (Ensemble Canonique) 15 II.D.4. L’ensemble NPT (Ensemble Isotherme-Isobare) 15 II.E. DM avec contrôle de Température 16 II.F. DM avec contrôle de pression 16 II.G. Algorithme de Berendsen (contrôle de la Température) 16 III. Analyse en DM 17 III.A. Séries temporelles 17 III.B. Entre conformations 17")
3. Détail source à réviser : Dipolaires 24 V.E.1.c.Valeurs moyennes en RMN 25 V.E.2. Dynamiques locales 25 V.E.3. Dynamiques globales 26 VI. Limitations de la DM et méthodes complémentaires 26 VI.A. Cas 1 - Structure Rayons-X complète 26 VI.B. Cas 2 (Source: "Dipolaires 24 V.E.1.c.Valeurs moyennes en RMN 25 V.E.2. Dynamiques locales 25 V.E.3. Dynamiques globales 26 VI. Limitations de la DM et méthodes complémentaires 26 VI.A. Cas 1 - Structure Rayons-X complète 26 VI.B. Cas 2 - Structure Rayons-X incomplète 26 VI.C. Cas 3 - Structure RMN 27 VI.C.1.Cycle de rafinement pour les structures RMN 29 VI.D. Protocols")
4. Détail source à réviser : 5 Mécanique Moléculaire I. Champs de forces I.A. Termes liés (1-3) Les termes liés dits 1-3 concernent l’énergie potentielle d’atomes liés de manière covalente séparés de 1, 2 ou 3 liaisons au plus. Cela concerne donc le (Source: "5 Mécanique Moléculaire I. Champs de forces I.A. Termes liés (1-3) Les termes liés dits 1-3 concernent l’énergie potentielle d’atomes liés de manière covalente séparés de 1, 2 ou 3 liaisons au plus. Cela concerne donc les énergies : - De liaison (Stretching) - D’angle de Valence (Bending) - D’angle dièdre (Torsion) - Energie de sortie hors du plan")
5. Détail source à réviser : Il a été introduit une terme de déphasage afin de pouvoir déplacer le minimum de la fonction dans certains cas (liaison double et double partielle). Les liaisons doubles dites partielles sont celles présentant une mésomé (Source: "Il a été introduit une terme de déphasage afin de pouvoir déplacer le minimum de la fonction dans certains cas (liaison double et double partielle). Les liaisons doubles dites partielles sont celles présentant une mésomérie telles les liaisons O=C-N-H dans le squelette peptidique. I.A.4. Energie de Sortie Hors du Plan (OOP) pour les atomes SP2 OOP")
6. Détail source à réviser : différentes ou des atomes d’une molécule avec le solvant. Ce sont des interactions à travers l’espace. I.B.1. Energie de Van der Valls Les interactions stériques de Van der Valls entre atomes sont représentées par un pot (Source: "différentes ou des atomes d’une molécule avec le solvant. Ce sont des interactions à travers l’espace. I.B.1. Energie de Van der Valls Les interactions stériques de Van der Valls entre atomes sont représentées par un potentiel de type Lennard-Jones en fonction de la distance entre ceux-ci : Dans lequel représente la distance à laquelle le potentiel est")
7. Détail source à réviser : Ladam 9 Avec la permissivité du milieu et distance entre les 2 charges. I.B.2.a. Constante diélectrique - Solvant Implicite / Solvant Explicite Que vaut la constante diélectrique dans les calculs avec ou sans solvant ? S (Source: "Ladam 9 Avec la permissivité du milieu et distance entre les 2 charges. I.B.2.a. Constante diélectrique - Solvant Implicite / Solvant Explicite Que vaut la constante diélectrique dans les calculs avec ou sans solvant ? Si calcul in vaccuo (solvant implicite) Lorsque l’on fait des calculs dans le vide (in vaccuo), on essaye de se rapprocher des conditions")
8. Détail source à réviser : qu’en décroissant plus rapidement. Certains champs de force comme Amber spécialisé dans les acides nucléiques utilisent une valeur de égale à . Si calcul avec solvant explicite Dans ces calculs le soluté est au centre d’ (Source: "qu’en décroissant plus rapidement. Certains champs de force comme Amber spécialisé dans les acides nucléiques utilisent une valeur de égale à . Si calcul avec solvant explicite Dans ces calculs le soluté est au centre d’une boite d’eau : La présence explicite du solvant permet de rendre compte directement de l’effet d’écran ainsi que de la permissivité")
9. Détail source à réviser : risque de décroitre au cours des itérations. Afin d’éviter ce phénomène on va dupliquer dans toutes les directions de l’espace le cube contenant soluté et solvant. On génère ainsi 27 cubes autour du cube central qui sont (Source: "risque de décroitre au cours des itérations. Afin d’éviter ce phénomène on va dupliquer dans toutes les directions de l’espace le cube contenant soluté et solvant. On génère ainsi 27 cubes autour du cube central qui sont une réplique du cube central par simple translation. Ces opérations de translation sont très peu couteuses en terme de temps de calcul")
10. Détail source à réviser : de ces grandeurs au cours du temps qui permettra de construire une trajectoire de DM par le suivi des coordonnées atomiques. Il est en même temps vérifié que l'équipartition des énergies est respectée. Cela veut dire qu' (Source: "de ces grandeurs au cours du temps qui permettra de construire une trajectoire de DM par le suivi des coordonnées atomiques. Il est en même temps vérifié que l'équipartition des énergies est respectée. Cela veut dire qu'il est permis à et de varier l'une en fonction de l'autre à la manière de vases communicants mais que cet échange ne doit pas faire")
11. Détail source à réviser : atomiques sont au départ du calcul attribuées selon la loi de Maxwell-Boltzmann à la température choisie : II.A.1. Distribution de Maxwell-Boltzmann Les vitesses atomiques peuvent être estimée à partir de la relation de (Source: "atomiques sont au départ du calcul attribuées selon la loi de Maxwell-Boltzmann à la température choisie : II.A.1. Distribution de Maxwell-Boltzmann Les vitesses atomiques peuvent être estimée à partir de la relation de Maxwell-Boltzman qui décrit la densité de probabilité d'une vitesse atomique en fonction de la température et de la masse : Avec : •")
12. Détail source à réviser : les vitesses atomiques sont réévaluées à chaque itération à partir des valeurs précédentes. II.B. Calcul des accélérations Calculées par conservation de l’énergie (pour N atomes dans la molécule) : La somme des forces es (Source: "les vitesses atomiques sont réévaluées à chaque itération à partir des valeurs précédentes. II.B. Calcul des accélérations Calculées par conservation de l’énergie (pour N atomes dans la molécule) : La somme des forces est calculée par la dérivée du potentiel du champs de forces en fonction des positions atomiques. II.C. Calcul des positions A partir de la")
13. Détail source à réviser : physiques comportant un grand nombre de particules à partir des caractéristiques de leurs constituants microscopiques. C’est ce que nous faisons en DM ou nous faisons le lien entre les simulations microscopiques (DM) ave (Source: "physiques comportant un grand nombre de particules à partir des caractéristiques de leurs constituants microscopiques. C’est ce que nous faisons en DM ou nous faisons le lien entre les simulations microscopiques (DM) avec des propriétés macroscopiques. Quelques définitions: . L’Etat thermodynamique est l'état macroscopique dépendant de paramètres")
14. Détail source à réviser : rester constantes tout au plus fluctuer faiblement. Cet ensemble n’est pas forcément le meilleur choix selon le principe que « brider » l’énergie totale durant un calcul peut limiter le passage de barrières de potentiel. (Source: "rester constantes tout au plus fluctuer faiblement. Cet ensemble n’est pas forcément le meilleur choix selon le principe que « brider » l’énergie totale durant un calcul peut limiter le passage de barrières de potentiel. Il est a contrario intéressant lorsque l’on veut suivre des systèmes à l’équilibre. II.D.3. L’ensemble NVT (Ensemble Canonique) Dans")
15. Détail source à réviser : P. Ladam 15 RMQ Il existe également l’ensemble μVT (μ = potentiel chimique) dit Grand-canonique mais très peu utilisé. Selon l’ensemble choisi on effectuera donc des DM avec contrôle de T, voir de Température et de Press (Source: "P. Ladam 15 RMQ Il existe également l’ensemble μVT (μ = potentiel chimique) dit Grand-canonique mais très peu utilisé. Selon l’ensemble choisi on effectuera donc des DM avec contrôle de T, voir de Température et de Pression: II.E. DM avec contrôle de Température La température T est reliée à l’énergie cinétique du système et donc aux vitesses. On")
16. Détail source à réviser : aux forces entre particules. La pression peut être contrôlée soit : - En faisant varier le volume du système - Via l’Algorithme de Berendsen (similaire à celui pour la température) II.G. Algorithme de Berendsen (contrôle (Source: "aux forces entre particules. La pression peut être contrôlée soit : - En faisant varier le volume du système - Via l’Algorithme de Berendsen (similaire à celui pour la température) II.G. Algorithme de Berendsen (contrôle de la Température) A chaque itération, on va multiplier les températures par un facteur afin de « refroidir » ou « réchauffer » le")
17. Détail source à réviser : une moyenne et un écart-type. • Moyenne : • Ecart type : III.B. Entre conformations Calcul de RMSD (Root Mean Square Deviation) Écart quadratique moyen : Caractérise la différence géométrique entre 2 conformations différ (Source: "une moyenne et un écart-type. • Moyenne : • Ecart type : III.B. Entre conformations Calcul de RMSD (Root Mean Square Deviation) Écart quadratique moyen : Caractérise la différence géométrique entre 2 conformations différentes après alignement 2 phases : • 1) Alignement optimal des 2 conformations (souvent le long du squelette peptidique) • 2) Calcul")
18. Détail source à réviser : dans l’espace est identifié, on calculera l’énergie de LH selon les deux critères : Dans le cas de l’algorithme DSSP (Kabsch & Sander), la démarche est la suivante: a) Identifier un groupe donneur et un Groupe accepteur (Source: "dans l’espace est identifié, on calculera l’énergie de LH selon les deux critères : Dans le cas de l’algorithme DSSP (Kabsch & Sander), la démarche est la suivante: a) Identifier un groupe donneur et un Groupe accepteur proches l’un de l’autre b) Critères géométriques (r < 3.5 Å et θ > 120°) c) Réduction du rayon de Van der Walls de l’hydrogène ET de")
19. Détail source à réviser : STRIDE (Frishman & Argos): Critères de Liaisons H et angles φ/ψ (Ramachandran) ⃗ R i(a)⃗ R i(b) Critères géométriques r < 3.5 Å Et θ > 120° Groupe donneur de LH : Celui portant le H (NH) Groupe accepteur : Carbonyle Crit (Source: "STRIDE (Frishman & Argos): Critères de Liaisons H et angles φ/ψ (Ramachandran) ⃗ R i(a)⃗ R i(b) Critères géométriques r < 3.5 Å Et θ > 120° Groupe donneur de LH : Celui portant le H (NH) Groupe accepteur : Carbonyle Critères énergétiques Modèle purement électrostatique C(+q1), O(-q1) et N(+q2), H(-q2) (f~332 facteur de conversion en kcal.mol-1, q1=0.42 e,")
20. Détail source à réviser : Calcul des Vitesses (2) Retour itératif en (1) ↓ ↓ ↓⃗ ri(t + δt) =⃗ ri(t) +⃗ v i(t + δt 2 ) . δt ↓⃗ v i(t + δt 2 ) =⃗ v i(t) +⃗ a i(t) . δt 2 ↓⃗ F i(t + δt) = − { dE dri(t + δt) } = m .⃗ a i(t + δt) ↓⃗ v i(t + δt) =⃗ v i (Source: "Calcul des Vitesses (2) Retour itératif en (1) ↓ ↓ ↓⃗ ri(t + δt) =⃗ ri(t) +⃗ v i(t + δt 2 ) . δt ↓⃗ v i(t + δt 2 ) =⃗ v i(t) +⃗ a i(t) . δt 2 ↓⃗ F i(t + δt) = − { dE dri(t + δt) } = m .⃗ a i(t + δt) ↓⃗ v i(t + δt) =⃗ v i(t + δt 2 ) +⃗ a i(t + δt) . δt 2 Modélisation Moléculaire P. Ladam 19 Modélisation Moléculaire P. Ladam 20 V. Phases")
21. Détail source à réviser : (b) Phase d'Equilibration C'est la phase préparative à la phase suivante (production). On introduit ici l'énergie cinétique en plus de l'énergie potentielle. On passera plus ou moins (selon la qualité/nombre d'atomes de (Source: "(b) Phase d'Equilibration C'est la phase préparative à la phase suivante (production). On introduit ici l'énergie cinétique en plus de l'énergie potentielle. On passera plus ou moins (selon la qualité/nombre d'atomes de la structure) lentement durant cette phase de 0°K à la température souhaitée, en général 298°K. Durant cette période, la température")
22. Détail source à réviser : Lors de la production le comportement des fluctuations des différentes grandeurs est différent: L'énergie totale est maintenue stable avec une fluctuation n'excédant pas quelques pourcents (Fig.5). Les échanges entre et (Source: "Lors de la production le comportement des fluctuations des différentes grandeurs est différent: L'énergie totale est maintenue stable avec une fluctuation n'excédant pas quelques pourcents (Fig.5). Les échanges entre et sont importants (l'un au dépend de l'autre) et permettent de continuer à explorer l'espace conformationnel à partir de la structure")
23. Détail source à réviser : d’informations structurales : Des angles dièdres et des Distances entre protons. Pour chaque type d’information, il sera effectué des expériences RMN (séquences d’impulsions) spécifiques. Ces expériences révèlent des typ (Source: "d’informations structurales : Des angles dièdres et des Distances entre protons. Pour chaque type d’information, il sera effectué des expériences RMN (séquences d’impulsions) spécifiques. Ces expériences révèlent des types d’interactions (couplages) différents : Modélisation Moléculaire P. Ladam 23 . Les distances inter-protons relèvent des couplages")
24. Détail source à réviser : dièdre. Pour un couplage entre protons on aura par exemple: Avec des constantes dépendantes de l’électronégativité des 4 atomes dans la liaison. Vous remarquerez que cette courbe est dégénérée, c’est à dire qu’elle prése (Source: "dièdre. Pour un couplage entre protons on aura par exemple: Avec des constantes dépendantes de l’électronégativité des 4 atomes dans la liaison. Vous remarquerez que cette courbe est dégénérée, c’est à dire qu’elle présente plusieurs solutions d’angle possible (2 voir 4) pour une valeur de couplage. On pourra en général exclure certaines des solutions sur")
25. Détail source à réviser : Ladam 24 V.E.1.c. Valeurs moyennes en RMN Les valeurs expérimentales mesurées en RMN (angles dièdres et distances inter protons ) peuvent être des valeurs exactes ou des valeurs moyennées s’il existe un équilibre entre 2 (Source: "Ladam 24 V.E.1.c. Valeurs moyennes en RMN Les valeurs expérimentales mesurées en RMN (angles dièdres et distances inter protons ) peuvent être des valeurs exactes ou des valeurs moyennées s’il existe un équilibre entre 2 (ou plus) conformères. Une distance nOe mesurée estimée à 4.6 peut en fait résulter d’un équilibre entre 2 formes pondérées dans le temps")
26. Détail source à réviser : locaux de certains AA du site actif d’une enzyme pouvant jouer un rôle dans le mécanisme de régulation de l’activité. Ces mouvements locaux peuvent être étudiés : ΘJhh dnOe Å dnOe = 4,6Å = 40 % 7Å + 60 % 3Å JHiHj = 3,2Hz (Source: "locaux de certains AA du site actif d’une enzyme pouvant jouer un rôle dans le mécanisme de régulation de l’activité. Ces mouvements locaux peuvent être étudiés : ΘJhh dnOe Å dnOe = 4,6Å = 40 % 7Å + 60 % 3Å JHiHj = 3,2Hz = 20 % 8Hz + 80 % 2Hz ≈ 60 ≈ − 70 Ψ Modélisation Moléculaire P. Ladam 25 - Sur la protéine libre: On mettra en évidence les AA")
27. Détail source à réviser : une vision des phénomènes suivants : - Allostérie : Enzymatique (Calmoduline et Ca++) ou de transport (Hémoglobine et Fer) - Repliement : Etats métastables au cours du repliement mis en évidence par RMN et DM. - Interact (Source: "une vision des phénomènes suivants : - Allostérie : Enzymatique (Calmoduline et Ca++) ou de transport (Hémoglobine et Fer) - Repliement : Etats métastables au cours du repliement mis en évidence par RMN et DM. - Interactions intermoléculaires : Reconnaissance d’épitope, associations de peptides… - Membranes : Phénomènes de Transports. VI. Limitations de")
28. Détail source à réviser : Si présence de régions avec mauvaise résolution (mouvements locaux) -> Minimisation de la structure. Méthode préalable : Minimiser la structure avec contraintes de positions atomiques sur les régions avec une résolution (Source: "Si présence de régions avec mauvaise résolution (mouvements locaux) -> Minimisation de la structure. Méthode préalable : Minimiser la structure avec contraintes de positions atomiques sur les régions avec une résolution correcte -> Seule la région sous déterminée sera permise à la minimisation. Réarranger, optimiser la région sous déterminée. Permet de «")
29. Détail source à réviser : Cela consiste soit : • A rechercher une structure parente (même famille enzymatique) de la protéine dont la séquence primaire présente une forte homologie de séquence (disons > 85%) sur l’ensemble de la séquence et si po (Source: "Cela consiste soit : • A rechercher une structure parente (même famille enzymatique) de la protéine dont la séquence primaire présente une forte homologie de séquence (disons > 85%) sur l’ensemble de la séquence et si possible dans la région indéterminée. • A rechercher une structure non parente mais avec une forte homologie de séquence dans la région")
30. Détail source à réviser : par RMN se fait par calcul de repliement sous contraintes expérimentales de distances inter-protons et d'angles dièdres. On construit dans un logiciel de modélisation une structure linéaire sans aucune structure secondai (Source: "par RMN se fait par calcul de repliement sous contraintes expérimentales de distances inter-protons et d'angles dièdres. On construit dans un logiciel de modélisation une structure linéaire sans aucune structure secondaire (angles du squelette peptidique à zéro) à partir de la séquence primaire :Phi et Psi Modélisation Moléculaire P. Ladam 27")
31. Détail source à réviser : − Θ)2 knOe, kJhh dnOe, ΘJhh dij, Θ dnOe et ΘJhh Modélisation Moléculaire P. Ladam 28 Fig.6. Profil Quadratique pour des valeurs croissantes de constante de rappel k. VI.C.1.Cycle de rafinement pour les structures RMN La (Source: "− Θ)2 knOe, kJhh dnOe, ΘJhh dij, Θ dnOe et ΘJhh Modélisation Moléculaire P. Ladam 28 Fig.6. Profil Quadratique pour des valeurs croissantes de constante de rappel k. VI.C.1.Cycle de rafinement pour les structures RMN La détermination de structure par RMN n’est pas un processus direct. En effet l’interprétation des données RMN n’est pas sans ambiguïté et")
32. Détail source à réviser : énormément de contacts entre atomes vont être générés (énergie de Van der Walls), des liaisons se font barrière entre elles... Toutes ces violations feront augmenter déraisonnablement l'énergie potentielle et compromettr (Source: "énormément de contacts entre atomes vont être générés (énergie de Van der Walls), des liaisons se font barrière entre elles... Toutes ces violations feront augmenter déraisonnablement l'énergie potentielle et compromettre l'équipartition des énergies (échauffement), le calcul devient incontrôlable et doit être stoppé. Afin d'éviter cet écueil, quelques")
33. Détail source à réviser : La température 2) Un facteur multiplicateur (<1) qui permettra de diminuer le poids des termes d’énergie potentielle du champs de force. La méthode du recuit simulé (Kirkpatrick et al., 1983) tire son nom de l’analogie a (Source: "La température 2) Un facteur multiplicateur (<1) qui permettra de diminuer le poids des termes d’énergie potentielle du champs de force. La méthode du recuit simulé (Kirkpatrick et al., 1983) tire son nom de l’analogie avec le procédé métallurgique du recuit. Lorsqu’on fait fondre un métal et qu’on le laisse ensuite refroidir doucement, les atomes")
34. Détail source à réviser : même le minimum global de l’énergie. Il suffit pour cela de s’assurer que le refroidissement soit suffisamment lent. VI.D.1.a.Schéma de Principe du Recuit Simulé α Modélisation Moléculaire P. Ladam 31 Modélisation Molécu (Source: "même le minimum global de l’énergie. Il suffit pour cela de s’assurer que le refroidissement soit suffisamment lent. VI.D.1.a.Schéma de Principe du Recuit Simulé α Modélisation Moléculaire P. Ladam 31 Modélisation Moléculaire P. Ladam 32 On peut subdiviser les algorithmes de recuit simulé en deux sous-groupes : ceux travaillant dans l’espace des")
35. Détail source à réviser : F REPEL =0 si r ≥ rmin si r < r (20) =K (r2 −r2)2 VDW min KVDW est une constante de force variable au cours du cycle, rmin simule le rayon de van der Waals des atomes. Souvent cette valeur est égale à 80% du rayon de van (Source: "F REPEL =0 si r ≥ rmin si r < r (20) =K (r2 −r2)2 VDW min KVDW est une constante de force variable au cours du cycle, rmin simule le rayon de van der Waals des atomes. Souvent cette valeur est égale à 80% du rayon de van der Waals pour favoriser la formation des liaisons. Pendant la première phase, la constante des contraintes NOE est augmentée")
36. Détail source à réviser : à son tour par couplage à un “bain” thermique externe. Les vitesses initiales des atomes de la molécule sont générées aléatoirement, ce qui permet une exploration de l’espace conformationnel : on peut utiliser un seul fi (Source: "à son tour par couplage à un “bain” thermique externe. Les vitesses initiales des atomes de la molécule sont générées aléatoirement, ce qui permet une exploration de l’espace conformationnel : on peut utiliser un seul fichier de coordonnées atomiques de départ et on fait varier, pour chaque structure, la première valeur du générateur de nombre aléatoire")
37. Détail source à réviser : Epot, en fonction des variables et des vitesses généralisées, on forme le Lagrangien du système, L=Ecin-Epot, et on applique les équations de Lagrange : Avec la position et la vitesse d dt ( ∂L ∂ ·qi ) = ∂L ∂qi qi ·qi Mo (Source: "Epot, en fonction des variables et des vitesses généralisées, on forme le Lagrangien du système, L=Ecin-Epot, et on applique les équations de Lagrange : Avec la position et la vitesse d dt ( ∂L ∂ ·qi ) = ∂L ∂qi qi ·qi Modélisation Moléculaire P. Ladam 34 On obtient ainsi un jeu de N équations du mouvement (N correspond aux nombres d’angles")
38. Détail source à réviser : le résultat est indéniable mais il est encore plus impressionnant dans le cas d’un ADN de 12 paires de bases : après un cycle de calcul, le recuit simulé dans l’espace des angles dièdres donne 52% de convergence tandis q (Source: "le résultat est indéniable mais il est encore plus impressionnant dans le cas d’un ADN de 12 paires de bases : après un cycle de calcul, le recuit simulé dans l’espace des angles dièdres donne 52% de convergence tandis que les deux autres méthodes ne donnent aucun résultat. VI.D.2.Distance-Géométrie Cette méthode n’a pas pour but de déterminer la")
39. Détail source à réviser : cible (utilisant les coordonnées internes) (Braun and Go, 1985; Guntert et al., 1991a; Guntert et al., 1991b; Gunter et al, 1997). La méthode de géométrie des distances devient de moins en moins employée, l'utilisateur p (Source: "cible (utilisant les coordonnées internes) (Braun and Go, 1985; Guntert et al., 1991a; Guntert et al., 1991b; Gunter et al, 1997). La méthode de géométrie des distances devient de moins en moins employée, l'utilisateur préférant souvent utiliser des structures aléatoires comme points de départ. VII. Echelle de temps en DM Les calculs de DM sont très")
40. Détail source à réviser : 4 types de mouvements moléculaires internes allant de la femto (10-15) seconde à la seconde : • Vibrations des liaisons, angles de liaisons ( ) • Rotation Angles dièdres et transitions conformationnelles ( ) • Allostérie (Source: "4 types de mouvements moléculaires internes allant de la femto (10-15) seconde à la seconde : • Vibrations des liaisons, angles de liaisons ( ) • Rotation Angles dièdres et transitions conformationnelles ( ) • Allostérie ( ) • Repliement, assemblage des protéines ( ) Malheureusement, les mouvements qui ont une signification au niveau de l’activité")
41. Détail source à réviser : les données expérimentales de la RMN puis on sélectionnera celles de moindre énergie. . Sur des changements d’échelle de la description moléculaire (assemblage d’atomes) comme les méthodes « Gros Grain ». VIII. Dynamique (Source: "les données expérimentales de la RMN puis on sélectionnera celles de moindre énergie. . Sur des changements d’échelle de la description moléculaire (assemblage d’atomes) comme les méthodes « Gros Grain ». VIII. Dynamique moléculaire « Gros Grains » (Coarse Grain) Cette approche relativement récente (une dizaine d’années) vise à simplifier les systèmes")
42. Détail source à réviser : finesse comparativement au modèle tout atomes. Les figures ci-dessous illustrent les regroupement d’atomes selon l’approche gros-grains du champ de force « Martini » pour les acides-aminés et les acides nucléiques : Modé (Source: "finesse comparativement au modèle tout atomes. Les figures ci-dessous illustrent les regroupement d’atomes selon l’approche gros-grains du champ de force « Martini » pour les acides-aminés et les acides nucléiques : Modélisation Moléculaire P. Ladam 37 Dans cette approche le champs de force doit être évidemment modifié. Il existe deux types de champs de")
43. Détail source à réviser : ln[P(r)/4πr2] Modélisation Moléculaire P. Ladam 39 La force instantanée exercée sur un grain A par un grain B est la somme des forces exercées par les atomes du grain B sur les atomes du grain A : Où : i désigne un atome (Source: "ln[P(r)/4πr2] Modélisation Moléculaire P. Ladam 39 La force instantanée exercée sur un grain A par un grain B est la somme des forces exercées par les atomes du grain B sur les atomes du grain A : Où : i désigne un atome appartenant à A j désigne un atome appartenant à B désigne la force exercée par l’atome j sur l’atome i. Un lissage temporel de cette")
44. Détail source à réviser : toujours à rester malgré tout dans des conditions non dénaturantes. Lorsque le cristal est obtenu on enregistre des clichés de diffraction avec un faisceau de Rayons-X. On est en phase solide !!! Un cristal est un empile (Source: "toujours à rester malgré tout dans des conditions non dénaturantes. Lorsque le cristal est obtenu on enregistre des clichés de diffraction avec un faisceau de Rayons-X. On est en phase solide !!! Un cristal est un empilement dans toutes les directions de l’espace de mailles élémentaires dans lesquelles des effets de stacking (empilement) sont dues aux")
45. Détail source à réviser : dans les conditions biologiques (solution tampon, pH biologique, ions / contre-ions). Vérification possible de l’activité enzymatique. Avantages / limites - Limite en taille : Maxi 250 à 300 AA (Très limité) - Vision plu (Source: "dans les conditions biologiques (solution tampon, pH biologique, ions / contre-ions). Vérification possible de l’activité enzymatique. Avantages / limites - Limite en taille : Maxi 250 à 300 AA (Très limité) - Vision plus fine de la dynamique locale (équilibres conformationels de certains AA) par rapport aux R-X. - Pas de détermination directe des")
46. Détail source à réviser : V. Phases pratiques d'un calcul de Dynamique Moléculaire 21 V (Source: "V. Phases pratiques d'un calcul de Dynamique Moléculaire 21 V")
47. Détail source à réviser : ANNEXES 41 Comparaison Diffraction Rayons - X / RMN 41 Diffraction Rayons 41 RMN 41 Modélisation Moléculaire P. Ladam 3 Modélisation Moléculaire P. Ladam 4 Modélisation Moléculaire P. Ladam 5 Mécanique Moléculaire I. Cha (Source: "ANNEXES 41 Comparaison Diffraction Rayons - X / RMN 41 Diffraction Rayons 41 RMN 41 Modélisation Moléculaire P. Ladam 3 Modélisation Moléculaire P. Ladam 4 Modélisation Moléculaire P. Ladam 5 Mécanique Moléculaire I. Champs de forces I.A. Termes liés (1-3) Les termes liés dits 1-3 concernent l’énergie potentielle d’atomes liés de manière covalente séparés...")
48. Détail source à réviser : P. Ladam 7 Pour les atomes de type SP2 (atome central sur la figure), l’atome hybridé SP2 et les 3 atomes qui lui sont liés sont dans un plan (Source: "P. Ladam 7 Pour les atomes de type SP2 (atome central sur la figure), l’atome hybridé SP2 et les 3 atomes qui lui sont liés sont dans un plan")
49. Détail source à réviser : 78. Cela permet de simuler le solvant sans présence de molécules d’eau qui ralentissent le calcul (Source: "78. Cela permet de simuler le solvant sans présence de molécules d’eau qui ralentissent le calcul")
50. Détail source à réviser : Si calcul avec solvant explicite Dans ces calculs le soluté est au centre d’une boite d’eau : La présence explicite du solvant permet de rendre compte directement de l’effet d’écran ainsi que de la permissivité du milieu (Source: "Si calcul avec solvant explicite Dans ces calculs le soluté est au centre d’une boite d’eau : La présence explicite du solvant permet de rendre compte directement de l’effet d’écran ainsi que de la permissivité du milieu")
51. Détail source à réviser : P. Ladam 12 L'énergie totale doit donc rester à peu près constante et on permet en pratique que varie de quelques pourcents seulement (Source: "P. Ladam 12 L'énergie totale doit donc rester à peu près constante et on permet en pratique que varie de quelques pourcents seulement")
52. Détail source à réviser : Permet de ne pas avoir une trajectoire sur-dimensionnée) - Suffisamment court pour ne pas « louper » de positions intermédiaires (Permet de ne pas avoir une trajectoire sous-dimensionnée) Typiquement : le est choisi = à (Source: "Permet de ne pas avoir une trajectoire sur-dimensionnée) - Suffisamment court pour ne pas « louper » de positions intermédiaires (Permet de ne pas avoir une trajectoire sous-dimensionnée) Typiquement : le est choisi = à 1 à 2 femto-seconde (10-15 sec) ∑N i⃗ F")
53. Détail source à réviser : P. Ladam 15 RMQ Il existe également l’ensemble μVT (μ = potentiel chimique) dit Grand-canonique mais très peu utilisé (Source: "P. Ladam 15 RMQ Il existe également l’ensemble μVT (μ = potentiel chimique) dit Grand-canonique mais très peu utilisé")
54. Détail source à réviser : iplier les températures par un facteur afin de « refroidir » ou « réchauffer » le système : Généralement voisin de 1 (si tout se passe bien…) 1 2 mv2 = 3 2 kBT vi T = TRef T − TRef PV = NkBT PV = NkBT − 1 3kBT ∑N i=1 ∑N (Source: "iplier les températures par un facteur afin de « refroidir » ou « réchauffer » le système : Généralement voisin de 1 (si tout se passe bien…) 1 2 mv2 = 3 2 kBT vi T = TRef T − TRef PV = NkBT PV = NkBT − 1 3kBT ∑N i=1 ∑N j=i+1 RijFij λT λT = 1 + δt τ ( Tref T − 1) λT Modélisation Moléculaire P. Ladam 16 Avec: le timestep, la température ciblée, la températ...")
55. Détail source à réviser : P. Ladam 18 – P-SEA (Labesse et al (Source: "P. Ladam 18 – P-SEA (Labesse et al")
56. Détail source à réviser : δt 2 Modélisation Moléculaire P. Ladam 19 Modélisation Moléculaire P. Ladam 20 V. Phases pratiques d'un calcul de Dynamique Moléculaire V.A. (a) Minimisation Si la molécule possède une structure grossière et instable ave (Source: "δt 2 Modélisation Moléculaire P. Ladam 19 Modélisation Moléculaire P. Ladam 20 V. Phases pratiques d'un calcul de Dynamique Moléculaire V.A. (a) Minimisation Si la molécule possède une structure grossière et instable avec des encombrements stériques importants (atomes en contact) l'énergie potentielle excessive en résultant risque de briser l'équipartitio...")
57. Détail source à réviser : Pour un couplage entre protons on aura par exemple: Avec des constantes dépendantes de l’électronégativité des 4 atomes dans la liaison (Source: "Pour un couplage entre protons on aura par exemple: Avec des constantes dépendantes de l’électronégativité des 4 atomes dans la liaison")
58. Détail source à réviser : j) et ne sont plus mesurables au delà de 5 à 6 (Source: "j) et ne sont plus mesurables au delà de 5 à 6")
59. Détail source à réviser : P. Ladam 25 - Sur la protéine libre: On mettra en évidence les AA mobiles alentour du site actif susceptibles d’intervenir dans l’ancrage (ou le rejet) d’un ligand, souvent par des mouvements de bascule (Flip-flop) (Source: "P. Ladam 25 - Sur la protéine libre: On mettra en évidence les AA mobiles alentour du site actif susceptibles d’intervenir dans l’ancrage (ou le rejet) d’un ligand, souvent par des mouvements de bascule (Flip-flop)")
60. Détail source à réviser : P. Ladam 26 C-terminale souvent) mais d'autres régions non terminales peuvent être sujettes à des mouvements locaux (Source: "P. Ladam 26 C-terminale souvent) mais d'autres régions non terminales peuvent être sujettes à des mouvements locaux")
61. Détail source à réviser : P. Ladam 27 Illustration de calcul de repliement sous contraintes RMN (Insuline) Le calcul de repliement pendant la DM est effectué en imposant des contraintes quadratiques (Fig (Source: "P. Ladam 27 Illustration de calcul de repliement sous contraintes RMN (Insuline) Le calcul de repliement pendant la DM est effectué en imposant des contraintes quadratiques (Fig")
62. Détail source à réviser : Le recuit simulé joue essentiellement sur deux facteurs pendant le calcul : 1) La température 2) Un facteur multiplicateur (<1) qui permettra de diminuer le poids des termes d’énergie potentielle du champs de force. La m (Source: "Le recuit simulé joue essentiellement sur deux facteurs pendant le calcul : 1) La température 2) Un facteur multiplicateur (<1) qui permettra de diminuer le poids des termes d’énergie potentielle du champs de force. La méthode du recuit simulé (Kirkpatrick et al., 1983) tire son nom de l’analogie avec le procédé métallurgique du recuit. Lorsqu’on fait fon...")
63. Détail source à réviser : Schéma de Principe du Recuit Simulé α Modélisation Moléculaire P. Ladam 31 Modélisation Moléculaire P. Ladam 32 On peut subdiviser les algorithmes de recuit simulé en deux sous-groupes : ceux travaillant dans l’espace de (Source: "Schéma de Principe du Recuit Simulé α Modélisation Moléculaire P. Ladam 31 Modélisation Moléculaire P. Ladam 32 On peut subdiviser les algorithmes de recuit simulé en deux sous-groupes : ceux travaillant dans l’espace des coordonnées cartésiennes et ceux travaillant dans l’espace des angles dièdres. VI.D.1.b.Recuit Simulé dans l’espace cartésien Initialem...")
64. Détail source à réviser : 1993; SantaLucia and Turner, 1993; Wimberly et al (Source: "1993; SantaLucia and Turner, 1993; Wimberly et al")
65. Détail source à réviser : 1985; Sippl and Scheraga, 1986) et la méthode de la fonction cible (utilisant les coordonnées internes) (Braun and Go, 1985; Guntert et al (Source: "1985; Sippl and Scheraga, 1986) et la méthode de la fonction cible (utilisant les coordonnées internes) (Braun and Go, 1985; Guntert et al")
66. Détail source à réviser : P. Ladam 35 Les super-ordinateurs et les grappes de calcul (clusters et calcul parallèlisés) ont permis depuis plusieurs décennies de reculer constamment les limites (Source: "P. Ladam 35 Les super-ordinateurs et les grappes de calcul (clusters et calcul parallèlisés) ont permis depuis plusieurs décennies de reculer constamment les limites")
67. Détail source à réviser : VIII. Dynamique moléculaire « Gros Grains » (Coarse Grain) Cette approche relativement récente (une dizaine d’années) vise à simplifier les systèmes moléculaires en agglomérant des atomes par groupes (Source: "VIII. Dynamique moléculaire « Gros Grains » (Coarse Grain) Cette approche relativement récente (une dizaine d’années) vise à simplifier les systèmes moléculaires en agglomérant des atomes par groupes")
68. Détail source à réviser : IX. ANNEXES Annexe 1 Comparaison Diffraction Rayons - X / RMN Diffraction Rayons On doit d’abord obtenir un Cristal de protéine par évaporation d’une solution très concentrée en protéine purifiée (Source: "IX. ANNEXES Annexe 1 Comparaison Diffraction Rayons - X / RMN Diffraction Rayons On doit d’abord obtenir un Cristal de protéine par évaporation d’une solution très concentrée en protéine purifiée")
69. Détail source à réviser : P. Ladam 41 Indicatif d’une proximité spatiale entre une paire de protons même s’ils sont éloignés dans la séquence en AA -> Accès au mode de repliement de la protéine (struct (Source: "P. Ladam 41 Indicatif d’une proximité spatiale entre une paire de protons même s’ils sont éloignés dans la séquence en AA -> Accès au mode de repliement de la protéine (struct")
70. Détail source à réviser : 2) Interaction Scalaires Angles dièdres le long des liaisons simples de type H-C-C-H ou H-C-N-H… Interactions de type scalaires (via les électrons sigma des liaisons) Modélisation Moléculaire P (Source: "2) Interaction Scalaires Angles dièdres le long des liaisons simples de type H-C-C-H ou H-C-N-H… Interactions de type scalaires (via les électrons sigma des liaisons) Modélisation Moléculaire P")
71. Détail source à réviser : P. Ladam 39 La force instantanée exercée sur un grain A par un grain B est la somme des forces exercées par les atomes du grain B sur les atomes du grain A : Où : i désigne un atome appartenant à A j désigne un atome app (Source: "P. Ladam 39 La force instantanée exercée sur un grain A par un grain B est la somme des forces exercées par les atomes du grain B sur les atomes du grain A : Où : i désigne un atome appartenant à A j désigne un atome appartenant à B désigne la force exercée par l’atome j sur l’atome i")
72. Détail source à réviser : Lorsqu’un tel couple proche dans l’espace est identifié, on calculera l’énergie de LH selon les deux critères : Dans le cas de l’algorithme DSSP (Kabsch & Sander), la démarche est la suivante: a) Identifier un groupe don (Source: "Lorsqu’un tel couple proche dans l’espace est identifié, on calculera l’énergie de LH selon les deux critères : Dans le cas de l’algorithme DSSP (Kabsch & Sander), la démarche est la suivante: a) Identifier un groupe donneur et un Groupe accepteur proches l’un de l’autre b) Critères géométriques (r < 3.5 Å et θ > 120°) c) Réduction du rayon de Van der Wal...")
73. Détail source à réviser : IX. ANNEXES 41 Comparaison Diffraction Rayons - X / RMN 41 Diffraction Rayons 41 RMN 41 Modélisation Moléculaire P (Source: "IX. ANNEXES 41 Comparaison Diffraction Rayons - X / RMN 41 Diffraction Rayons 41 RMN 41 Modélisation Moléculaire P")
74. Détail source à réviser : Entre conformations Calcul de RMSD (Root Mean Square Deviation) Écart quadratique moyen : Caractérise la différence géométrique entre 2 conformations différentes après alignement 2 phases : • 1) Alignement optimal des 2 (Source: "Entre conformations Calcul de RMSD (Root Mean Square Deviation) Écart quadratique moyen : Caractérise la différence géométrique entre 2 conformations différentes après alignement 2 phases : • 1) Alignement optimal des 2 conformations (souvent le long du squelette peptidique) • 2) Calcul du RMSD : • δt TRef T τ ⟨A⟩ = 1 nsteps ∑nsteps t=1 A(t) σA = 1 nsteps...")
75. Détail source à réviser : P. Ladam 33 F REPEL =0 si r ≥ rmin si r < r (20) =K (r2 −r2)2 VDW min KVDW est une constante de force variable au cours du cycle, rmin simule le rayon de van der Waals des atomes (Source: "P. Ladam 33 F REPEL =0 si r ≥ rmin si r < r (20) =K (r2 −r2)2 VDW min KVDW est une constante de force variable au cours du cycle, rmin simule le rayon de van der Waals des atomes")
76. Détail source à réviser : Il existe deux types de méthodes de géométrie des distances : la méthode de la matrice métrique (utilisant les coordonnées cartésiennes) (Havel and Wuthrich, 1985; Sippl and Scheraga, 1986) et la méthode de la fonction c (Source: "Il existe deux types de méthodes de géométrie des distances : la méthode de la matrice métrique (utilisant les coordonnées cartésiennes) (Havel and Wuthrich, 1985; Sippl and Scheraga, 1986) et la méthode de la fonction cible (utilisant les coordonnées internes) (Braun and Go, 1985; Guntert et al")
77. Détail source à réviser : P. Ladam 16 Avec: le timestep, la température ciblée, la température à l’itération courante, le temps de relaxation de la température (décroissance monoexponentielle) valant en général 0,01 ps pendant l’équilibration et (Source: "P. Ladam 16 Avec: le timestep, la température ciblée, la température à l’itération courante, le temps de relaxation de la température (décroissance monoexponentielle) valant en général 0,01 ps pendant l’équilibration et 0,5 ps pendant la production")
78. Détail source à réviser : VII. Echelle de temps en DM Les calculs de DM sont très couteux en temps d’ordinateur surtout lorsque l’on incorpore explicitement les molécules de solvant (Source: "VII. Echelle de temps en DM Les calculs de DM sont très couteux en temps d’ordinateur surtout lorsque l’on incorpore explicitement les molécules de solvant")
79. Détail source à réviser : 1) Alignement optimal des 2 conformations (souvent le long du squelette peptidique) • 2) Calcul du RMSD : • δt TRef T τ ⟨A⟩ = 1 nsteps ∑nsteps t=1 A(t) σA = 1 nsteps ∑nsteps t=1 [A(t) − ⟨A⟩]2 R MSDa,b = 1 N ∑N i=1 |⃗ R i (Source: "1) Alignement optimal des 2 conformations (souvent le long du squelette peptidique) • 2) Calcul du RMSD : • δt TRef T τ ⟨A⟩ = 1 nsteps ∑nsteps t=1 A(t) σA = 1 nsteps ∑nsteps t=1 [A(t) − ⟨A⟩]2 R MSDa,b = 1 N ∑N i=1 |⃗ R i(a) −⃗ R i(b) |2 Modélisation Moléculaire P")
80. Détail source à réviser : X. Si la résolution de la structure est suffisamment bonne (la position des atomes est connue avec suffisamment de précision) et que tous les atomes sont présents, nous sommes dans le cas idéal : structure native entière (Source: "X. Si la résolution de la structure est suffisamment bonne (la position des atomes est connue avec suffisamment de précision) et que tous les atomes sont présents, nous sommes dans le cas idéal : structure native entièrement résolue")
81. Détail source à réviser : 1) Effet nOe Interaction dipôlaire Jeu de distances entre protons (maximum 5 Angst (Source: "1) Effet nOe Interaction dipôlaire Jeu de distances entre protons (maximum 5 Angst")
82. Détail source à réviser : 1993; Zhang and Patel, 1991) (Source: "1993; Zhang and Patel, 1991)")
83. Détail source à réviser : a) Identifier un groupe donneur et un Groupe accepteur proches l’un de l’autre b) Critères géométriques (r < 3 (Source: "a) Identifier un groupe donneur et un Groupe accepteur proches l’un de l’autre b) Critères géométriques (r < 3")
84. Détail source à réviser : c) Réduction du rayon de Van der Walls de l’hydrogène ET de l’atome accepteur dû au caractère légèrement covalant des L (Source: "c) Réduction du rayon de Van der Walls de l’hydrogène ET de l’atome accepteur dû au caractère légèrement covalant des L")
85. Détail source à réviser : VI. Limitations de la DM et méthodes complémentaires N'oublions pas que le but d'une DM est de mettre en évidence les équilibres conformationnels possibles autour de la structure native de plus basse énergie (Source: "VI. Limitations de la DM et méthodes complémentaires N'oublions pas que le but d'une DM est de mettre en évidence les équilibres conformationnels possibles autour de la structure native de plus basse énergie")
86. Détail source à réviser : 1) La température 2) Un facteur multiplicateur (<1) qui permettra de diminuer le poids des termes d’énergie potentielle du champs de force (Source: "1) La température 2) Un facteur multiplicateur (<1) qui permettra de diminuer le poids des termes d’énergie potentielle du champs de force")
87. Détail source à réviser : P. Ladam 34 On obtient ainsi un jeu de N équations du mouvement (N correspond aux nombres d’angles dièdres), ces équations doivent être intégrées numériquement comme dans le cas d'une dynamique cartésienne (Source: "P. Ladam 34 On obtient ainsi un jeu de N équations du mouvement (N correspond aux nombres d’angles dièdres), ces équations doivent être intégrées numériquement comme dans le cas d'une dynamique cartésienne")
88. Détail source à réviser : Les derniers progrès viennent de l’utilisation de cartes graphiques (GPU) pour les calculs eux-mêmes et non le graphisme (vitesse multipliée par 10 à 50 pour certaines routines) (Source: "Les derniers progrès viennent de l’utilisation de cartes graphiques (GPU) pour les calculs eux-mêmes et non le graphisme (vitesse multipliée par 10 à 50 pour certaines routines)")
89. Détail source à réviser : ystèmes moléculaires en agglomérant des atomes par groupes. On passe ainsi du système dit « tout atomes » à un système de groupement d’atomes dont le comportement est sensé être une moyenne des caractéristiques physico-c (Source: "ystèmes moléculaires en agglomérant des atomes par groupes. On passe ainsi du système dit « tout atomes » à un système de groupement d’atomes dont le comportement est sensé être une moyenne des caractéristiques physico-chimiques de l’ensemble. On réduit ainsi consi")
90. Détail source à réviser : ssous illustrent les regroupement d’atomes selon l’approche gros-grains du champ de force « Martini » pour les acides-aminés et les acides nucléiques : Modélisation Moléculaire P. Ladam 37 Dans cette approche le champs d (Source: "ssous illustrent les regroupement d’atomes selon l’approche gros-grains du champ de force « Martini » pour les acides-aminés et les acides nucléiques : Modélisation Moléculaire P. Ladam 37 Dans cette approche le champs de force doit être évidemment modifié. Il")
91. Détail source à réviser : P. Ladam 37 Dans cette approche le champs de force doit être évidemment modifié (Source: "P. Ladam 37 Dans cette approche le champs de force doit être évidemment modifié")
92. Détail source à réviser : ANNEXES Annexe 1 Comparaison Diffraction Rayons - X / RMN Diffraction Rayons On doit d’abord obtenir un Cristal de protéine par évaporation d’une solution très concentrée en protéine purifiée (Source: "ANNEXES Annexe 1 Comparaison Diffraction Rayons - X / RMN Diffraction Rayons On doit d’abord obtenir un Cristal de protéine par évaporation d’une solution très concentrée en protéine purifiée")
93. Détail source à réviser : udra ajouter puis faire une minimisation d’énergie ou de la dynamique moléculaire afin de « relaxer » la structure R-X de départ. Avantages / limites - Pas de limite de taille (Ribosome élucidé) - Si dynamique locale de (Source: "udra ajouter puis faire une minimisation d’énergie ou de la dynamique moléculaire afin de « relaxer » la structure R-X de départ. Avantages / limites - Pas de limite de taille (Ribosome élucidé) - Si dynamique locale de certains AA -> perte de diffraction -> ab")
94. Détail source à réviser : Ladam 41 Indicatif d’une proximité spatiale entre une paire de protons même s’ils sont éloignés dans la séquence en AA -> Accès au mode de repliement de la protéine (struct (Source: "Ladam 41 Indicatif d’une proximité spatiale entre une paire de protons même s’ils sont éloignés dans la séquence en AA -> Accès au mode de repliement de la protéine (struct")
95. Détail source à réviser : Constante diélectrique - Solvant Implicite / Solvant Explicite Que vaut la constante diélectrique dans les calculs avec ou sans solvant ? Si calcul in vaccuo (solvant implicite) Lorsque l’on fait des calculs dans le vide (Source: "Constante diélectrique - Solvant Implicite / Solvant Explicite Que vaut la constante diélectrique dans les calculs avec ou sans solvant ? Si calcul in vaccuo (solvant implicite) Lorsque l’on fait des calculs dans le vide (in vaccuo), on essaye de se rapprocher des conditions biol")
96. Détail source à réviser : s) Les vitesses et les positions sont évaluées à des temps différents et doivent être stockées toutes les deux (Source: "s) Les vitesses et les positions sont évaluées à des temps différents et doivent être stockées toutes les deux")

📅 Repères chronologiques

Date	Événement
1997	Dates dans le contenu
1983	Dates dans le contenu
1985	Dates dans le contenu
1993	Dates dans le contenu
1986	Dates dans le contenu
1991	Dates dans le contenu

📊 Tableaux de Synthèse

Comparaison entre Diffraction Rayons X et RMN

Méthode	Procédé	Avantages	Limites
Diffraction Rayons X	Obtention d’un cristal par évaporation	Pas de limite de taille	Perte de diffraction en cas de dynamique locale
RMN	Relaxation de la structure par minimisation ou dynamique	Convient aux grandes structures	Difficultés avec la dynamique locale ou la perte de diffraction

⚠️ Pièges & Confusions Fréquentes

1. Confusion entre énergie de liaison et énergie de torsion.
2. Mélanger les termes liés et non liés dans la modélisation.
3. Confondre cutoff Lennard-Jones et énergie Van der Waals.
4. Oublier d’intégrer les contraintes expérimentales RMN dans la modélisation.
5. Confusion entre ensembles micro-canonique, canonique et isotherme.
6. Erreur dans la gestion des vitesses et positions à différents temps.
7. Mauvaise interprétation de la constante diélectrique selon le solvant.

✅ Checklist Examen

1. Vérifier la compréhension des termes liés 1-3.
2. Revoir la modélisation des interactions non liées.
3. Maîtriser les algorithmes de dynamique (leapfrog, Verlet).
4. Savoir distinguer les différents ensembles thermodynamiques.
5. Comprendre l’intégration des contraintes RMN.
6. Connaître le principe du recuit simulé.
7. Différencier les échelles temporelles en dynamique moléculaire.
8. Savoir analyser RMSD et structures secondaires.
9. Maîtriser la validation des structures en DM.