毕业设计开题报告
研究方法
分子模拟是在研究计算化学和计算生物学等学科中的复杂体系时常用到的一种有效的方法。它能清晰的给出诸如热力学和分子动力学等方面的信息。分子动力学是一套分子模拟方法，该方法主要是依靠牛顿力学来模拟分子体系的运动，以此在由不同状态分子体系构成的系统中抽取样本，从而计算体系的构型积分，并以构型积分的结果为基础进一步计算体系的热力学量和其他宏观性质。在用分子动力学采样时，系统往往会被束缚在这些局域极小所定义的空间内进行采样，这样就使得分子模拟的构象空间远远小于实验中体系构象变化的空间，从而也就不能反映出所研究问题的全局信息。这通常被称为“能垒问题”。而metadynamics作为一种增强型采样方法正适合用于观察过渡态反应物能量变化。过渡态存在时间很小，需要使用特殊手段，使体系处于过渡态之中，metadynamics方法每隔一段时间给系统的势能加入一个Guass势，使系统能够从局域极小中逃离出来。依靠这种对势能函数的调节，可以克服采样过程中遇到的能垒问题。因而metadynamics成为了一种有效的探测中间态和计算自由能的方法。
本次毕业设计将会在分子动力学模拟的基础上，使用metadynamics方法计算丙氨酸二肽构象翻转过程中的自由能变化。
研究目标
- 学习使用分子动力学模拟方法
- 学习使用gromacs等软件的使用并应用到实际计算中
2.学习使用metadynamics方法预测化学反应的自由能变化
3.应用metadynamics方法进行丙氨酸二肽构象翻转过程的自由能计算
文献综述
分子动力学模拟是一种生物物理领域中研究复杂系统非常有效的工具，可以使我们更多的了解系统运动过程中的热力学性质。所以在本次毕业设计中，我们将主要采用分子模拟方法来研究丙氨酸二肽分子构象翻转过程的自由能变化。并采用metadynamics方法计算自由能面并观察中间态的变化，通过结合分子动力学模拟，以及实验数据的分析，我们就可以得到丙氨酸二肽在反转过程中的自由能变化。
