क्यूएम/एमएम और मल्टीस्केल तरीके
क्यूएम/एमएम विधियाँ रासायनिक रूप से सक्रिय क्षेत्र का क्वांटम यांत्रिकी के साथ वर्णन करती हैं, जबकि इसे शास्त्रीय रूप से प्रतिरूपित वातावरण में अंतःस्थापित करती हैं, जिससे एंजाइमों जितनी बड़ी प्रणालियों में प्रतिक्रियाशीलता अध्ययनों को सक्षम किया जा सकता है।
Definition
एक संकर दृष्टिकोण जिसमें एक आणविक प्रणाली के एक हिस्से का क्वांटम-रासायनिक विधि द्वारा और शेष का शास्त्रीय बल क्षेत्र द्वारा उपचार किया जाता है, जिसमें दोनों के बीच एक परिभाषित युग्मन होता है।
Scope
यह एक प्रणाली को क्वांटम और शास्त्रीय क्षेत्रों में विभाजित करने, योगात्मक और घटाव युग्मन योजनाओं, इलेक्ट्रोस्टैटिक एम्बेडिंग, लिंक परमाणुओं या संबंधित दृष्टिकोणों के साथ सहसंयोजक सीमाओं के उपचार, और मल्टीस्केल मॉडलिंग के व्यापक विचार को शामिल करता है जो इलेक्ट्रॉनिक, परमाणु और मोटे पैमानों को जोड़ता है।
Core questions
- एक प्रणाली को क्वांटम और शास्त्रीय क्षेत्रों में कैसे विभाजित किया जाता है?
- दोनों क्षेत्रों को कैसे युग्मित किया जाता है, और इलेक्ट्रोस्टैटिक एम्बेडिंग क्या है?
- क्यूएम/एमएम सीमा को पार करने वाले सहसंयोजक बंधन को कैसे संभाला जाता है?
- शुद्ध क्वांटम या शुद्ध शास्त्रीय उपचार की तुलना में मल्टीस्केल उपचार कब बेहतर होता है?
Key theories
- क्यूएम/एमएम विभाजन
- प्रणाली को इस प्रकार विभाजित करता है कि प्रतिक्रियाशील कोर को क्वांटम-यांत्रिक रूप से और थोक वातावरण को शास्त्रीय रूप से उपचारित किया जाता है, जो क्वांटम विधियों की सटीकता को बल क्षेत्रों की पहुंच के साथ जोड़ता है।
- इलेक्ट्रोस्टैटिक एम्बेडिंग
- क्वांटम हैमिल्टनियन में शास्त्रीय क्षेत्र के आंशिक आवेशों को शामिल करता है ताकि क्वांटम उपप्रणाली अपने वातावरण के प्रति महसूस करे और ध्रुवीकृत हो।
Clinical relevance
क्यूएम/एमएम एंजाइम उत्प्रेरण, विलयन में प्रतिक्रियाओं और सामग्री और नैनोसंरचनाओं में प्रक्रियाओं का अध्ययन करने के लिए मानक उपकरण है, जहाँ रसायन विज्ञान एक बड़े, प्रभावशाली वातावरण में अंतःस्थापित एक स्थानीयकृत क्षेत्र में होता है।
History
क्यूएम/एमएम का विचार वारशेल और लेविट द्वारा लाइसोzyme के उनके 1976 के अध्ययन में प्रस्तुत किया गया था; जटिल बायोमोलेक्यूलर प्रणालियों के लिए इसके विकास ने मल्टीस्केल मॉडल के लिए कारप्लस, लेविट और वारशेल को दिए गए 2013 के रसायन विज्ञान के नोबेल पुरस्कार में योगदान दिया।
Key figures
- Arieh Warshel
- Michael Levitt
- Walter Thiel
- Hans Martin Senn
Related topics
Seminal works
- warshel1976
- senn2009
Frequently asked questions
- पूरी प्रणाली का क्वांटम-यांत्रिक रूप से उपचार क्यों नहीं किया जाता है?
- क्वांटम विधियाँ आकार के साथ तेजी से बढ़ती हैं, इसलिए पूरे एंजाइम या विलायक प्रणाली का स्पष्ट रूप से उपचार करना अव्यावहारिक है; क्यूएम/एमएम महंगे उपचार को उस छोटे क्षेत्र के लिए आरक्षित रखता है जहाँ इसकी आवश्यकता होती है।
- क्यूएम/एमएम गणनाओं में मुख्य चुनौती क्या है?
- क्षेत्रों के बीच एक स्वच्छ, भौतिक रूप से सुदृढ़ सीमा को परिभाषित करना, खासकर जब यह एक सहसंयोजक बंधन को काटता है, और यह सुनिश्चित करना कि दोनों स्तर लगातार युग्मित हों, केंद्रीय पद्धतिगत कठिनाइयाँ हैं।