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{P2} UE3 : Sciences analytiques > Biophy : Modélisation moléculaire > Flashcards

Biophy : Modélisation moléculaire Flashcards

1
Q

Qu’est-ce que modéliser ?

A
  • Représenter
  • Expliquer
    → Données expérimentales par une fonction mathématique
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Q

Que permet la modélisation ?

A
  • Prévoir un comportement
  • Prédire une propriété
    → Gain de temps
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Q

Qu’est-ce que la modélisation moléculaire ?

A

→ Couteau suisse :
* Prédiction structurale
* Amarrage moléculaire
* Visualisation de la molécule 3D

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Q

Que doit on faire avec les différentes données pour représenter en 3D une molécule ?

A

Combiner et hyérarchiser

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5
Q

Quelles sont les données que l’on utiliser pour faire de la représentation 3D de données moléculaires ?

A
  • Données géométriques
  • Propriétés chimiques
  • Propriété physique
  • Propriétés dynamiques
  • Propriétés mécanique
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6
Q

Quelle est la + petite particule représentée en modélisation moléculaire ?

A

Atome

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7
Q

Quelles sont les informations atomiques utilisées en modélisation moléculaire et où les trouve-t-on ?

A
  • Nature : format numérique
  • Géométrie
  • Topologie et connectivité
  • Type
    → Champs de force
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8
Q

Quels sont les paramètres de modélisation moléculaire possédant des standards de représentation ?

A

→ Information de type “atomique”
→ Information de type “moléculaire”

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9
Q

Quelles sont les information de type atomique qui sont régulée par des standards de représentation ?

A
  • Elément chimique
  • Ordre de liaison
  • Valence
  • Géométrie
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10
Q

Quelles sont les information de type moléculaires qui sont régulée par des standards de représentation ?

A
  • Nature de la molécule
  • “Famille” structurale
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11
Q

Couleur utilisée pour oxygène ?

A

Rouge

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12
Q

Couleur utilisée pour azote ?

A

Bleue

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13
Q

Couleur utilisée pour hydrogène ?

A

Blanc

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14
Q

Couleur utilisée pour soufre ?

A

Jaune

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15
Q

Couleur utilisée pour carbone ?

A
  • Noir
  • Bleu ciel
  • Vert
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16
Q

Comment sont classé en modélisation les AA ? ?

A

Selon les propriété physico chimique de leur chaines latérales

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17
Q

Couleur utilisée pour définir des AA cycliques ?

A

Vert

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18
Q

Couleur utilisée pour Définir l’hydrophobicité ?

A

Hydrophile : vert
Hydrophobe jaune

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19
Q

Couleur utilisée pour les charges des AA ?

A

Positif : bleu
Négatif : rouge

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20
Q

Bibliothèques de données utiles pour pharmaciens ?

A
  • VMD
  • Chimera
  • Ligantscout
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21
Q

Qu’est ce que la topologie ?

A

Connectivité entre atomes

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22
Q

Comment est réalisée a topologie en modélisation moléculaire ?

A
  • 1 point par atome
  • 1 bâtonnet = 1 liaison chimique
    → Format boule bâton
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23
Q

Que permetent de connaitre les “bâtonnets” ?

A

Les informations de topologie et de valence

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24
Q

Comment les logiciels parviennent ils à relier les point sans utiliser la chimie ?

A

Par calcul :
Si ditance A-B < 2 A° il y a une liaison

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25
Q

Quels sont les problèmes rencontré par le systèmes une liaison < 2 A° ?

A

Il existe des liaisons + grandes :
* Pont disulfure
* Centre Fer-Soufre (0,2 nm)

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26
Q

Comment améliorer la clarté de lecture d’une grosse molécule ?

A

En enlevant les hydrogènes de la strucutre

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27
Q

Dans le cadre des bioplymères, qu’est-ce que la topologie ?

A

Connectivité entre les résidu amino-acides/ nucléotide/ sucre

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28
Q

Qu’est-ce qu’un Tube ou Ruban ?

A

Fil que l’on fait passer au travers des structures communes à tous les enchainements :
* AA → carbone
* ADN/ARN → Phosphore

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29
Q

Utilité de la représentation cartoon ?

A

Permet d’avoir une protéines 3D en ruban avec un épaississement pour les hélice alpha et des flèche pour les chaines bêta

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30
Q

Que recherche-t-on quand on utilise une représentation moléculaire avec une notion de volume ?

A

Information de surface

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31
Q

Quelles sont les cibles privilégié des médicaments ?

A

Protéines :
* enzymes
* récepteurs
* kinases

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32
Q

Pourquoi utiliser une représentation moléculaire avec notion de volume pour étudier les protéines cibles des médicaments ?

A

Si on a une bonne représentation du volume, on peu plus facilement déterminer le site de fixation

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33
Q

Que retrouve-t-on au niveau des iso surfaces ?

A

Potentiel électrostatique

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34
Q

Dans la représentation moléculaire en notion de volumes comment sont modéliser les atomes ?

A

Sphère → Rayon de Van der Waals de chaque atome

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35
Q

Qu’est-ce que la surface moléculaire ?

A

Surface accecible à une sphère d’un atome donné

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36
Q

Comment définir le volume moléculaire ?

A

→ Il est dépendant du ligand
→ D’après le tableau périodique
→ En fonction du rayon de VAn der Waals

37
Q

Comment définir la surface accessible au solvant ?

A

Solvant = H2O
Glisser la molécules d’eau sur la molécule d’intérêt pour savoir les contours de la molécule

38
Q

En visualisation moléculaire comment réaliser un message scientifique efficace ?

A

Superposition des modes de représentation

39
Q

Exemple de bases de données de la représentation moléculaire numérique ?

A
  • Cambrige data base
  • RCSB protein Data bank
40
Q

Quels sont les formats de descritpion moléculaire utilisée par PDB (protein data bank) ?

A
  • Cordonnées
  • Information topologique
41
Q

Quelles sont les coordonnées données par le format PDB ?

A
  • Cartésienne : x, y et z
  • Internes : distance, angles dièdres
42
Q

Quelles sont les informations topologique données par le format PDB ?

A
  • Connexion entre les atomes
  • Charge de l’atome
  • Rayon de Va, der Waals de l’atome
    → Paramètres types champ de forces
43
Q

Qu’est-ce que le PDB ?

A

Fichier biomoléculaire de référence pour les petites molécule

44
Q

Quel autre format de fichier biomoléculaire peut on utiliser pour les grosse molécules ?

A

Format SIF

45
Q

Comment s’organisent les fichiers de format PDB ?

A

→Sous forme de texte : chaque ligne correspond à une information

46
Q

Comment en format PDB peut on connaitre l’objet de chaque ligne ?

A

Grâce au premier mot clef + première colonne

47
Q

Quelles sont les information transmise par la première colonne ? (PDB)

A

Définition du bloc d’information

48
Q

Quels sont les informations données par la colonne ATOM ?

A

Information moléculaire

49
Q

Comment trouve-t-on les information relative à la connectivité avec le fichier PDB ?

A

Info topologique → fin du fichier : CONNECT

50
Q

Comment peut-on exploiter le champ facteur de T° dans le fichier PDB ?

A

Attribuer une valeur par atome : localisation des zones hydrophobes

51
Q

Caractéristiques d’un fichier type PQR ?

A
  • Colonne A →charge Q
  • Colonne B → rayon Van der Waals
  • Information spatiale par RMN et cristallographie
  • Nécessite le choix d’un champ de force
52
Q

Que permet le fichier PDB ?

A
  • Enchainer différentes structures
  • Faire des collection dans un même fichier numérique →dynamique moléculaire
53
Q

Que permet la dynamique moléculaire ?

A

Décrire le mouvement des molécules au cours du temps

54
Q

Quand est-ce que l’on peut avoir un bug d’affichage avec le PDB ?

A

Quand on donne des coordonnées qui ne correspondent pas à la topologie

55
Q

Qu’est-ce que le calcul RMSD ?

A

Calcul de la déviation minimum entre les 2 conformations de chacun des points de références

56
Q

Que calcule-t-on avec le calcul RMSD ?

A
  • Déviation 3D → Distance entre 2 point équivalent
  • Ecart quadratique moyen → Variance géométrique
57
Q

Relation entre l’écart quadratique moyen et la similarité des structure ?

A

+ l’écart quadratique moyen est petit + les structures sont proches

58
Q

Application d’utilisation du calcul RMSD ?

A
  • RMN : variation des position atomiques des modèles par rapport à l’ensemble des structures résolues
  • Radiocristallographie : Variation de la géométrie par rapport à des valeurs géométriques hautes résolution
59
Q

En quoi le calcul RMSD est un indice de la qualité structurale ?

A

Information sur :
* Alignement 3D
* Similarité 3D
* Stabilité
* “Clustering”

60
Q

Pourquoi utiliser un champ de force ?

A

Pour gagner en information

61
Q

Définition d’un champ de force ?

A

Système de paramètres géométriques et NRGtique et de fonctions mathématiques permettant d’évaluer l’NRJ d’une molécule : permet de faire l’association d’une NRJ à une géométrie donnée

62
Q

Que permet le champ de force ?

A
  • comparer les état géométrique différents → stabilité
63
Q

Quelle est la nature des informations fournies par le champ de force ?

A

Semi-empirique → basés sur des données expérimentales et théoriques

64
Q

Quelles sont les informations données par la première colonne du champ de force ?

A

Référence en NRJ de liaison → pénalité si nous ne somme pas à la distance idéale

65
Q

Quelles sont les information données par la première colonne du champ de force ?

A

Référence en terme de distance entre 2 atomes

66
Q

Nature de la fonction qui décrit le ressort entre deux molécules ?

A

Fonction harmonique

67
Q

Pourquoi existe-t-il différents champ de force ?

A

Chacun a sa spécialité → modélisation protéines, acides nucléiques, modélisation des petites molécule…

68
Q

Exemple de champ de force ?

A
  • AMBER
  • CHARMM ++
  • OPLS
69
Q

Comment sont définies les liaison chimique avec un champ de force ?

A

Sans chimie → Equation du champs de force

70
Q

Par quoi sont définies les liaisons chimique dans le champ de force ?

A

Par la topologie → pour toute la durée de la simulation

71
Q

Que permet la topologie dans le champ de force ?

A

Distinguer des termes liants et des termes non liants

72
Q

Quels sont les termes liants définis dans un champ de force ?

A
  • Liaisons
  • Angles
  • Angle de torsion →dièdres
  • Planéité
73
Q

Que sont les termes non liants du champ de force ?

A

Termes correspondants à l’NRJ d’interaction entre 2 particules qui n’ont pas de liaison chimique

74
Q

Quels sont les termes non liants ?

A
  • Stérique
  • Électrostatique
75
Q

Quelle est la fonction régissant les interaction stérique ?

A

Fonction de Lennard-Jones

76
Q

Qu’indique la fonction de Lennard-Jones ?

A
  • Position idéale → 2 atomes collés → pas de vide → pas de perte en NRJ
    → Si rentre l’une dans l’autre : couteux en NRJ
    → Si décollées : couteux en NRJ
77
Q

Qu’est-ce que le clash stérique ?

A

Volumes qui s’interpénètrent causant une instabilité NRGtique

78
Q

Quelle fonction régit les interaction électrostatiques ?

A

Fonction de Coulomn

79
Q

Qu’indique la fonction de Coulomb ?

A

Atome = petits aimants qui se collent entre eux → S’applique entre 2 molécules ou un médicament et sa cible

80
Q

Qu’est-ce qu’une cellule de simulation ?

A

Cuve que l’on remplit d’eau autour de notre molécule

81
Q

Quelles sont les conditions qui qui définissent la simulation dans la cellule de simulation ?

A
  • Etat de protonation fixé par un pH donné
  • Force ionique : ion monovalents
  • Ajout de lipides et phospholipides
  • Solvant organique
82
Q

Comment faire pour conserver le nombre d’atome dans le système de la cellule de simulation ?

A

Si une molécule sort de la boite, elle réapparaît à l’opposé

83
Q

Exemple de méthodes de simulation moléculaire ?

A
  • Optimisation de géométrie
  • Amarrage moléculaire
  • Simulation Dynamique Moléculaire
    → 3 utilisés pour le développement de médicaments
84
Q

Qu’est-ce que l’optimisation géométrique ?

A

→ minimisation d’NRJ
Recherche de la conformation la plus basse en NRJ et la plus proche de la géométrie initiale du système moléculaire

85
Q

Qu’est-ce que l’amarrage moléculaire ?

A

→ Docking
Comment se rencontre les molécules ? Comment les molécules s’emboîtent ?

86
Q

Qu’est-ce que la simulation de dynamique moléculaire ?

A

→ Quelles conformation existent en donnant de l’NRJ
Exploration de l’espace conformationnel d’un système moléculaire au cours du temps

87
Q

Quel est l’objectif de la dynamique moléculaire ?

A

Simuler le mvt de molécules par résolution des équation d’NRJ à chaque intervalle de temps

88
Q

Quelles sont les application de la dynamique moléculaire ?

A
  • Exploration de l’espace conformationnel au cours du temps
  • Étude des propriétés structurales et dynamiques d’un système
    moléculaire (repliement, stabilité, interactions)
  • Affinement des structures expérimentales obtenues par RMN ou par diffraction des RX sur des biocristaux

{P2} UE3 : Sciences analytiques (32 decks)

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