Multikanonik simülasyon yöntemi ile biyomoleküllerin incelenmesi
- Global styles
- Apa
- Bibtex
- Chicago Fullnote
- Help
Abstract
MULTIKANONIK SİMÜLASYON YÖNTEMİ İLE BİYOLOJİK MOLEKÜLLERİN İNCELENMESİ HANDAN ARKIN Hacettepe Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi Fizik Mühendisliği Bölümü, Katı Hal Fiziği Anabilim Dalı ÖZ Biyolojik makromoleküllerin bilgisayar simülasyonlarında, fiziksel niceliklerin değerlendirilme si ve yapısal özelliklerin anlaşılması, sistemin sahip olduğu konfigürasyon uzayının ne kadar kapsamlı tarandığına bağlıdır. Son zamanlarda bir hayli ilerleme kaydedilmesine rağmen karmaşık sistemlerin enerji yüzeylerinin topografisinin bulunması ve düşük enerji konformas- yonlarının tümünün ortaya çıkarılması güncel araştırma konularındandır. Tezde öncelikle multikanonik yöntemin temel içeriğini oluşturan matematiksel rekürsiyon bağıntıları irdelenmiş, optimal rekürsiyonlar seçilmiştir. Yaklaşık 200 atom içeren bazı pep- tidlerin sadece aminoasit dizilişlerinden ve rasgele bir konfigürasyonlarından başlayarak, tüm atom-atom etkileşmeleri katmak suretiyle detaylı simülasyonlar gerçekleştirilmiştir. Tek bir simülasyondan tüm sıcaklık bölgelerindeki sistemin davranışlarını değerlendirmek mümkün olduğundan, istenen termodinamik büyüklükler incelenebilmiştir. Sistemlerin gerçek enerji minimumlarına karşılık gelen en kararlı durumları tesbit edilmiş ve bu kararlı yapılara yakın enerjilere sahip diğer mikrodurumların dağılımları irdelenerek, sistemlerin enerji yüzeylerinin topografisi ortaya çıkarılmıştır. Daha sonraki basamakta peptidlerin konformasyon uzaylarının detaylı olarak taranmasını, enerji yüzeylerinin haritalanmasını ve düşük enerjili konfigürasyonların belirlenmesini daha efektif ve daha hızlı olarak kişisel bilgisayarlarda mümkün kılacak algoritma geliştirilmeye çalışılmıştır. Özellikle multikanonik yöntem, enerji yüzeyinin döşenmesi türü algoritmalar ile minimizasyonun hibrid hali olan efektif teknikler yaratılmasına çalışılmıştır. Anahtar Kelimeler : Simülasyon, peptid, minimizasyon, enerji yüzeyi. Danışman : Prof. Dr. Tarık Çelik, Hacettepe Üniversitesi, Fizik Mühendisliği Bölümü, Yüksek Enerji ve Plazma Fiziği Anabilim Dalı /'/'/ INVESTIGATION OF BIOLOGICAL MOLECULES BY MULTICANONICAL SIMULATION METHODS HANDAN ARKIN Hacettepe Univesity, Department of Physics Engineering, Solid State Physics Section ABSTRACT The evaluation of physical quantities and the structural properties of biological macro- molecules by computer simulations depend on how effectively the configuration spaces of the systems are studied. In spite of the advancements, investigation of the topography of energy surfaces and the whole spectrum of low energy microstates of complex systems are considered between the research topics of increasing interest. In this thesis work, first the central idea of the multicanonical method is questioned and the optimal forms of the mathematical recursion relations are determined. Starting from the primary sequence of amino acids and a totaly random configuration, detailed simulations of some peptides of approximately 200 atoms are carried out by taking into account all the known atom-atom interactions. Since the behaviour of the system at all temperatures can be determined from one single simulation, the desired thermodynamical quantities were evaluated. The most stable configurations of the systems corresponding to the global energy minima are found, distribution of microstates are studied and the topographies of the energy surfaces are given. Afterwards, our investigations are concentrated on designing more effective algorithms to freely sample the conformation spaces of peptides and evaluate the structural properties of the energy surfaces on personel computers. Specificaly the effort had been given to create simulation techniques which are hybrid of the energy landscape paving type algorithms and minimization methods. Keywords: Simulation, peptide, minimization, energy surface. Adviser : Prof. Dr. Tarık Çelik, Hacettepe University, Department of Physics Engineering, High Energy and Plasma Physics Section IV
Collections