DINAMIKA MOLEKULAR
Dinamika molekular mengandung pengujian kelakuan kebergantungan waktu
pada molekul, seperti gerakan vibrasional atau gerakan Brownian. Hal ini
sering dikerjakan dengan penjelasan mekanika klasik yang hampir sama
dengan perhitungan mekanika molekular.
Penerapan dinamika molekular pada sistem pelarut/zat terlarut
memungkinkan dilakukannya perhitungan sifat sistem seperti koefisien
difusi atau fungsi distribusi radial untuk digunakan dalam perhitungan
mekanika statistik. Pada umumnya skema perhitungan pelarut/zat terlarut
dimulai dengan sistem yang terdiri dari sejumlah molekul dengan posisi
dan kecepatan awal. Energi dari posisi yang baru dihitung relatif
terhadap posisi sebelumnya untuk perubahan waktu yang kecil dan proses
ini beriterasi selama ribuan langkah sedemikian hingga sistem mencapai
keseimbangan.
Sifat sistem seperti energi,
fungsi distribusi radial dan konformasi molekul dalam sistem dapat
dianalisis dengan cara pengambilan sampel dari sistem yang telah
mencapai keseimbangan.
Dalam rangka menganalisi
vibrasi molekul tunggal data energi ditransformasikan secara Fourir ke
dalam domain frekuensi. Puncak vibrasi yang diberikan dapat dipilih dan
ditransformasikan ke dalam domain waktu, sehingga dapat dilihat gerakan
seperti apa yang menyebabkan frekuensi vibrasi tersebut.
Metoda dinamika molekular merupakan metoda simulasi yang sangat berguna
dalam mempelajari sistem melekular seperti molekul organik dalam
larutan dan senyawa makromolekul dalam proses metabolisme. Metode ini
memungkinkan penggambaran struktur, sifat termodinamika dan sifat
dinamis dari sistem pada fasa terkondensasi. Bagian pokok dari
metodologi simulasi adalah tersedianya fungsi energi potensial yang
akurat untuk memodelkan sifat dari sistem yang dikaji. Fungsi energi
potensial dapat disusun melalui metoda mekanika kuantum (Quantum
Mechanics, QM) atau mekanika molekular (Molecular Mechanics, MM).
Permasalahan yang muncul adalah QM hanya dapat digunakan untuk sistem
sederhana dengan beberapa puluh satuan massa -mengingat bahwa
perhitungan QM memerlukan waktu yang lama- sedangkan metoda MM tidak
cukup teliti.
Untuk mengatasi permasalahan ini,
dikembangkan suatu metoda hibridisasi yang dikenal dengan nama QM/MM,
yaitu bagian yang penting dari sistem yang dikaji dihitung dengan metoda
QM, sedangkan bagian sistem yang tidak harus dijelaskan secara detail
dihitung dengan metoda MM. Metoda QM/MM banyak digunakan dalam simulasi
reaksi katalitik enzimatik, proses kimia dalam larutan dan docking suatu
protein dalam reseptor.