Teoria E Tecniche Computazionali Per La Fisica Biologica 2022/2023

1) La nozione di ensemble: ensemble micro-canonico canonico e gran-canonico. Teorema di Liouville. Equivalenza tra ensembles. Il teorema di equipartizione dell'energia. Potenziali termodinamici. 2) Introduzione al modelling di biomolecole. Force-fields empirici. Sviluppo in multipoli. Polarizzazione. Forze di van der Waals. Modelli di acqua. Somme di Ewald. Reaction Field. 3) Algoritmi di minimizzazione 4) Dinamica molecolare classica. Equazioni di Hamilton e loro discretizzazione. Algoritmi di integrazione (Leap Frog, Velocity Verlet e Multiple Time Step). 5) Vincoli. Termostati e barostati (isogaussiano, Berendsen, Andersen, Lagrangiana estesa) 6) Grandezze misurabili nelle simulazioni. Funzioni di correlazione. Coefficiente di diffusione. Leggi di Fick, Green-Kubo. 7) Equazione di Langevin. 8) Metodo Monte Carlo e bilancio dettagliato. MC in NVT e NPT. 9) Ensemble generalizzati: MUCA, REMC e REMD. 10) Calcolo dell’energia libera. Teorema di Jarzynski e Umbrella sampling. 11) Dinamica molecolare ab-initio (Ehrenfest, Born-Oppenheimer e Car Parrinello) 12) Docking molecolare