Uniwersytet Warszawski, Wydział Fizyki - Centralny System Uwierzytelniania
Strona główna

Symulacja komputerowa polimerów i biopolimerów

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 1200-2SPEC172M
Kod Erasmus / ISCED: 13.3 Kod klasyfikacyjny przedmiotu składa się z trzech do pięciu cyfr, przy czym trzy pierwsze oznaczają klasyfikację dziedziny wg. Listy kodów dziedzin obowiązującej w programie Socrates/Erasmus, czwarta (dotąd na ogół 0) – ewentualne uszczegółowienie informacji o dyscyplinie, piąta – stopień zaawansowania przedmiotu ustalony na podstawie roku studiów, dla którego przedmiot jest przeznaczony. / (0531) Chemia Kod ISCED - Międzynarodowa Standardowa Klasyfikacja Kształcenia (International Standard Classification of Education) została opracowana przez UNESCO.
Nazwa przedmiotu: Symulacja komputerowa polimerów i biopolimerów
Jednostka: Wydział Chemii
Grupy: Przedmioty do wyboru w semestrze 3M (S2-PRK-CHM)
Wykłady specjalizacyjne w semestrze 2M
Punkty ECTS i inne: 3.00 Podstawowe informacje o zasadach przyporządkowania punktów ECTS:
  • roczny wymiar godzinowy nakładu pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się dla danego etapu studiów wynosi 1500-1800 h, co odpowiada 60 ECTS;
  • tygodniowy wymiar godzinowy nakładu pracy studenta wynosi 45 h;
  • 1 punkt ECTS odpowiada 25-30 godzinom pracy studenta potrzebnej do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się;
  • tygodniowy nakład pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się pozwala uzyskać 1,5 ECTS;
  • nakład pracy potrzebny do zaliczenia przedmiotu, któremu przypisano 3 ECTS, stanowi 10% semestralnego obciążenia studenta.
Język prowadzenia: polski
Tryb prowadzenia:

w sali

Skrócony opis:

Umiejętność posługiwania się podstawowymi technikami symulacji komputerowej, znajomość najważniejszych modeli oraz rozumienie istotnych zagadnień teorii polimerów i białek

Pełny opis:

Symulacja komputerowa: przyczyny powstania oraz współczesne zastosowania; systemy, modele i symulacja systemów, podstawy mechaniki statystycznej układów wielkocząsteczkowych. Metoda Monte Carlo i jej warianty. Metoda dynamiki molekularnej i brownowskiej. Szczegóły techniczne procesów symulacyjnych. Modele łańcuchów polimerowych: ciągłe, pełnoatomowe, zredukowane, sieciowe; potencjały oddziaływania. Symulacja pojedynczych łańcuchów polimerowych; algorytmy Verdiera-Stockmayera, DLL, CMA, pivot, łańcuchy giętkie i sztywne, ciecze polimerowe, łańcuchy o różnej topologii. Symulacja układów polimerowych: przejście kłębek-globula, adsorpcja, zeszklenie i krystalizacja, uporządkowanie lokalne, własności lepkosprężyste, funkcje autokorelacyjne, mechanizmy ruchu makrocząsteczek, polimeryzacja. Modele układów białkowych: pełnoatomowe, zredukowane, sieciowe, pola siłowe, potencjały statystyczne oparte na analizie baz danych. Symulacja białek globularnych: struktury natywne, trajektorie zwijania białek, przejścia fazowe typu "wszystko albo nic", termodynamika procesu zwijania białka, charakterystyka stanów przejściowych; predykcja struktur natywnych ab initio i z więzami. Symulacja białek wielołańcuchowych: asocjaty białkowe, superhelisy, układy receptor-ligand. Proste modele polipeptydów (HP), DNA, RNA, tworzenie i trwałość struktur drugorzędowych.

Literatura:

1. M. P. Allen, D. J. Tildesley, Computer Simulation of Liquids, Clarendon Press, Oxford 1989.

Encyclopedia of Computational Chemistry, Vol. I-V, ed. Paul von Ragué Schleyer, Chichester 1998.

2. Daan Frenkel, Berend Smit, Understanding Molecular Simulation, Academic Press, San Diego 2002.

3. Dieter W. Heermann, Podstawy symulacji komputerowych w fizyce, WNT, Warszawa 1997.

4. Simulation Methods for Polymers, ed. Michael Kotelyanskii and Doros N. Theodorou, Marcel Dekker, New York-Basel 2004.

Efekty uczenia się:

Student poznaje fizykochemiczne podstawy teorii polimerów, peptydów i białek, ich podstawowe modele oraz zaznajamia się z najważniejszymi metodami obliczeniowymi

Metody i kryteria oceniania:

Egzamin testowy (ocenia pozytywna, gdy student uzyska co najmniej 60% poprawnych odpowiedzi)

Praktyki zawodowe:

nie dotyczy

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2023/24" (w trakcie)

Okres: 2024-02-19 - 2024-06-16
Wybrany podział planu:
Przejdź do planu
Typ zajęć:
Wykład specjalizacyjny, 30 godzin, 30 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Andrzej Sikorski
Prowadzący grup: Andrzej Sikorski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin
Pełny opis:

Symulacja komputerowa: przyczyny powstania oraz współczesne zastosowania; systemy, modele i symulacja systemów, podstawy mechaniki statystycznej układów wielkocząsteczkowych. Metoda Monte Carlo i jej warianty. Metoda dynamiki molekularnej i brownowskiej. Szczegóły techniczne procesów symulacyjnych. Modele łańcuchów polimerowych: ciągłe, pełnoatomowe, zredukowane, sieciowe; potencjały oddziaływania. Symulacja pojedynczych łańcuchów polimerowych; algorytm Verdiera-Stockmayera, łańcuchy giętkie i sztywne, ciecze polimerowe, łańcuchy o różnej topologii. Symulacja układów polimerowych: przejście kłębek-globula, adsorpcja, zeszklenie i krystalizacja, uporządkowanie lokalne, własności lepkosprężyste, funkcje autokorelacyjne, mechanizmy ruchu makrocząsteczek, polimeryzacja. Modele układów białkowych: pełnoatomowe, zredukowane, sieciowe, pola siłowe, potencjały statystyczne oparte na analizie baz danych. Symulacja białek globularnych: struktury natywne, trajektorie zwijania białek, przejścia fazowe typu "wszystko albo nic", termodynamika procesu zwijania białka, charakterystyka stanów przejściowych; predykcja struktur natywnych ab initio i z więzami. Symulacja białek wielołańcuchowych: asocjaty białkowe, superhelisy, układy receptor-ligand. Proste modele polipeptydów (HP), DNA, RNA, tworzenie i trwałość struktur drugorzędowych.

Literatura:

1. M. P. Allen, D. J. Tildesley, Computer Simulation of Liquids, Clarendon Press, Oxford 1989.

2. Encyclopedia of Computational Chemistry, Vol. I-V, ed. Paul von Ragué Schleyer, Chichester 1998.

3. Daan Frenkel, Berend Smit, Understanding Molecular Simulation, Academic Press, San Diego 2002.

4. Dieter W. Heermann, Podstawy symulacji komputerowych w fizyce, WNT, Warszawa 1997.

5. Simulation Methods for Polymers, ed. Michael Kotelyanskii and Doros N. Theodorou, Marcel Dekker, New York-Basel 2004.

Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Warszawski, Wydział Fizyki.
ul. Pasteura 5, 02-093 Warszawa tel: +48 22 5532 000 https://www.fuw.edu.pl/ kontakt deklaracja dostępności USOSweb 7.0.2.0-1 (2024-03-12)