Multi-scale Quantum Models for Biocatalysis: Modern Techniques and Applications

مدل‌های کوانتومی چند مقیاسی برای بیوکاتالیز: تکنیک‌ها و کاربردهای مدرن تکنیک‌های مختلف مدل‌سازی مولکولی و کاربردهای آن‌ها را در ارائه درک مکانیزم‌های دقیق در حین بیوکاتالیز در سیستم‌های آنزیمی و ریبوزیم بررسی می‌کند. . این حوزه ها توسط یک تیم بین المللی متشکل از متخصصان در زمینه های نظری، شیمی محاسباتی و بیوفیزیک بررسی می شوند.

این کتاب دارای سه بخش است که جنبه های مختلف شبیه سازی کوانتومی چند مقیاسی را در کنار هم قرار می دهد. بخش اول شامل چهار فصل است که استراتژی‌هایی را برای مدل‌های کوانتومی چندمقیاسی توضیح می‌دهد و مروری بر روش‌های مدل‌سازی مولکولی پیشرفته فعلی ارائه می‌کند که مرتبط‌ترین با مدیریت این سیستم‌های پیچیده با مکانیک کوانتومی و شبیه‌سازی مولکولی است. با پنج فصل، بخش دوم عمدتاً بر تلاش‌های جاری برای بهبود دقت محاسبات کوانتومی با استفاده از فرم‌های مدل تجربی ساده شده تمرکز دارد. بخش آخر شامل پنج فصل است که بر کاربردهای سیستم‌های بیولوژیکی مهم با استفاده از مدل‌های کوانتومی چند مقیاسی متمرکز است. این کتاب بررسی‌های دقیقی را در مورد توسعه تکنیک‌های مختلف، از جمله دینامیک مولکولی از ابتدا، نظریه تابعی چگالی، روش‌های ترکیبی QM/MM، مدل‌های حل‌پذیری، روش‌های میدان نیرو، و تکنیک‌های تخمین انرژی آزاد، و همچنین کاربردهای موفق چندگانه ارائه می‌کند. روش های مقیاس در سیستم های بیوکاتالیز شامل چندین آنزیم پروتئینی و ریبوزیم.

مدل‌های کوانتومی چند مقیاسی برای بیوکاتالیز: تکنیک‌ها و کاربردهای مدرن منبع عالی اطلاعات برای متخصصان تحقیقاتی درگیر در شیمی محاسباتی و فیزیک، مواد است. علم، فناوری نانو، طراحی منطقی دارو و زیست شناسی مولکولی. همچنین احتمالاً برای دانشجویان فارغ‌التحصیل و کارشناسی که در معرض این حوزه‌های تحقیقاتی قرار دارند، جالب باشد.

Multi-scale Quantum Models for Biocatalysis: Modern Techniques and Applications explores various molecular modelling techniques and their applications in providing an understanding of the detailed mechanisms at play during biocatalysis in enzyme and ribozyme systems. These areas are reviewed by an international team of experts in theoretical, computational chemistry, and biophysics.

This book has three sections that group together different aspects of multi-scale quantum simulations. The first section consists of four chapters that describe strategies for multi-scale quantum models and present an overview of the current state-of-the-art molecular modelling methodologies most relevant to handling these complex systems with quantum mechanics and molecular simulation. With five chapters, the second section mainly focuses on the current efforts to improve the accuracy of quantum calculations using simplified empirical model forms. The last section consists of five chapters focused on the applications of important biological systems using multi-scale quantum models. This book presents detailed reviews concerning the development of various techniques, including ab initio molecular dynamics, density functional theory, combined QM/MM methods, solvation models, force field methods, and free-energy estimation techniques, as well as successful applications of multi-scale methods in the biocatalysis systems including several protein enzymes and ribozymes.

Multi-scale Quantum Models for Biocatalysis: Modern Techniques and Applications is an excellent source of information for research professionals involved in computational chemistry and physics, material science, nanotechnology, rational drug design and molecular biology. It is also likely to be of interest to graduate and undergraduate students exposed to these research areas.