مقایسۀ روش‌های اختلال انرژی آزاد و انتگرال گیری ترمودینامیکی برای محاسبۀ تغییرات انرژی آزاد تعادلی

Autor: نجلا حسینی, محمدرضا اجتهادی
Jazyk: English<br />Persian
Rok vydání: 2022
Předmět:
Zdroj: Iranian Journal of Physics Research, Vol 22, Iss 2, Pp 315-325 (2022)
Druh dokumentu: article
ISSN: 1682-6957
2345-3664
DOI: 10.47176/ijpr.22.2.81299
Popis: محاسبۀ تفاوت انرژی آزاد بین حالت اولیه و پایانی یک فرایند، از مهم­ترین محاسبات در سامانه­های زیستی است. فرایندهای زیستی همراه با تغییر انرژی آزاد هستند. از جمله این فرایندها می­توان به عبور داروها از غشای سلول­ها، واکنش­های آنزیمی، برهمکنش­های دارو-پروتئین، برهمکنش­های لیگاند-گیرنده سلول­ها و انتقال ساختاری از سیس به ترانس اشاره کرد. در پژوهش­های دارویی، پیش­بینی تأثیرات کلینیکی دارو بستگی به درک جزئیات برهمکنش­های دارو با سامانه­های زیستی دارد. برای این منظور از محاسبۀ تفاوت انرژی آزاد، می­توان استفاده کرد. با دانستن تفاوت انرژی آزاد در چنین فرایندهایی، می­توان درکی از چگونگی برهمکنش­ها داشت. از آنجایی که درک جزئیات برهمکنش­ها در ابعاد مولکولی معمولا با روش­های آزمایشگاهی امکان­پذیر نیست، برای این منظور از روش­های محاسباتی مانند دینامیک مولکولی استفاده می­شود. در میان روش­های متفاوتی که از سال 1935 تا به امروز ارائه شده­اند، می­توان به نظریۀ اختلال در سال 1954 و روش انتگرال گیری ترمودینامیکی در سال 1935 اشاره کرد. اولین شبیه سازی انجام­شده با استفاده از روش اختلال، برای محاسبۀ تفاوت انرژی آزاد در فرایند تبدیل متانول به اتان بوده است، که این تفاوت، 6/7 کیلوکالری بر مول محاسبه شده است. عدد آزمایشگاهی گزارش شده 9/6 کیلوکالری بر مول است. نزدیکی بسیار زیاد عددهای محاسباتی و آزمایشگاهی نشان دهندۀ موفقیت این روش محاسباتی است. هر چند روش اختلال انرژی آزاد و انتگرال­گیری ترمودینامیکی بسیار مشابه هستند، اما تفاوت­هایی با یکدیگر دارند. در این مقاله به تفاوت­های این دو روش پرکاربرد از دیدگاه دقت و هزینه محاسباتی می­پردازیم. همچنین، نشان خواهیم داد که روش اختلال انرژی آزاد روشی سریع­تر در مقایسه با روش انتگرال­گیری ترمودینامیکی است، در حالی که روش انتگرال­گیری ترمودینامیکی روشی دقیق­تر از نظر محاسبات است‏.
Databáze: Directory of Open Access Journals
Externí odkaz: