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Einführung

Molecular Modeling: Weitere Verfahren

In den letzten Jahren wurden eine Reihe von Hybridmethoden entwickelt, die es erlauben, verschiedene Teile großer Systeme mit verschiedenen Methoden zu behandeln. So kann es z.B. vorteilhaft sein, bei einer Enzymreaktion den Teil, in dem Bindungsbruch und -bildung stattfinden, mit genauen Dichtefunktionalmethoden zu beschreiben, und die vorwiegend sterischen Einflüsse des restlichen Moleküls mit der weniger aufwendigen Molekülmechanik.

Dynamische Vorgänge, wie z.B. Konformationsänderungen und chemische Reaktionen, werden mit Molekülmechanik und quantenchemischen Methoden nur indirekt durch Bestimmung stationärer Punkte (Minima und Übergangszustände) beschrieben. Eine direkte Simulation des zeitabhängigen Verhaltens ist mit der Moleküldynamik (MD) und Methoden der Reaktionsdynamik möglich. Aus den Ergebnissen von Moleküldynamik-Simulationen kann man das makroskopische Verhalten von Flüssigkeiten, Makromolekülen, Lösungen und amorphen Festkörpern ableiten. Vielfach wird die Moleküldynamik auch zur Konformationssuche und zur Untersuchung des dynamischen Verhaltens von Biomolekülen (z.B. Proteinfaltung) eingesetzt.

Es gibt eine Reihe von rein empirischen Verfahren, die oft zum Molecular Modeling gezählt werden. Solche Ansätze wie z.B. Quantitative Struktur Aktivitätsbeziehungen (QSAR), Ähnlichkeitssuchen in 3D-Strukturdatenbanken (similarity search), de novo design usw. werden im vorliegenden Kurs nicht behandelt, da sie den Rahmen der Darstellung sprengen würden.

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