INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE MACROMOLÉCULAS BIOLÓGICAS MEDIANTE SIMULACIONES DE DINÁMICA MOLECULAR “ALL ATOM”

INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE MACROMOLÉCULAS BIOLÓGICAS MEDIANTE SIMULACIONES DE DINÁMICA MOLECULAR “ALL ATOM”

Descripción breve: Se realizará una revisión a modo general de las bases involucradas en la dinámica molecular clásica con aplicación directa en el estudio de propiedades o fenómenos en macromoléculas biológicas en escala de tiempo del orden de los ns. Por otra parte, se discutirán algunos ejemplos de estudios realizados bajo esta metodología para entender su contexto, la información que puede ser obtenida y sus limitantes. Posteriormente, se realizará un práctico en el cual se preparará un sistema biológico, se creará un archivo de configuración de dinámica molecular y se ejecutará bajo el software NAMD. Finalmente, se analizará la trayectoria de dinámica molecular extrayendo información relevante del sistema preparado.

Tutores : Matías Zúñiga Bustos y Osvaldo Yañez Osses

Matías Zúñiga es Ingeniero en Bioinformática de la Universidad de Talca y actualmente es estudiante del Doctorado en Fisicoquímica Molecular de la Universidad Andrés Bello. Su área de interés actualmente es el estudio de compuestos afines por tubulina utilizados como agentes anticancerígenos mediante herramientas de química computacional, tales como Virtual Screening, Dinámica Molecular y Cálculos de Energía Libre.

Osvaldo Yañez es Ingeniero en Bioinformática de la Universidad de Talca y actualmente es estudiante del Doctorado en Fisicoquímica Molecular de la Universidad Andrés Bello. Sus áreas de interés se centran en dinámica molecular clásica aplicada en sistemas biológicos, cálculos de mecánica cuántica aplicados en clúster atómicos, algoritmos para búsqueda de mínimos, entre otros.

Área:  Bioquímica, Biología Computacional

Nivel: Usuario Medio/Pregrado/Posgrado

Fecha: Sábado 28 de Noviembre

Requerimientos: Conocimientos de biología computacional, química, bioquímica. Programa VMD instalado y NAMD descargado (no importa el Sistema Operativo).

Lugar: Sala de computación nivel zócalo, Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad de Concepción. Ciudad Universitaria.

Horario: 9:00 – 18:00

Cupos: 15

Descripción Extendida:

Este curso se enfocará de forma general en las bases que rigen la metodología de dinámica molecular aplicada en sistemas biológicos. Se hará énfasis en la forma en que se representan los sistemas moleculares como archivos de coordenadas derivados de cristalización o modelamiento por homología y cómo son simulados a través del tiempo mediante una breve descripción de las ecuaciones de movimiento de Newton. Además, se introducirán conceptos importantes como superficie de energía potencial, campo de fuerza, condiciones periódicas de borde, modelos de solvatación. Por otra parte, se revisará de forma básica la conexión directa que tiene la dinámica molecular con la mecánica estadística a través de modelos de ensamble.

Se describirán algunos ejemplos de sistemas que han sido estudiados bajo esta metodología (proteínas, canales, DNA, etc), lo cual permitirá entender la información que puede ser obtenida a través de esta y el tipo de sistemas que se pueden trabajar, así como también de las ventajas y limitaciones que tiene el uso la dinámica molecular.

Finalmente, durante el trabajo práctico se pondrá en marcha la preparación de un sistema molecular a través de herramientas computacionales específicas para dinámica molecular. Se introducirá a la utilización de herramientas de visualización (VMD), así como también de preparación de un sistema proteico (estados de protonación, solvatación, neutralización) y la parametrización de un ligando a estudiar. El sistema final será sometido a una simulación de dinámica molecular por medio del software NAMD. La trayectoria final obtenida será analizada en conjunto y se discutirá la información que puede ser extraída.

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