BIOPHYSIQUE

Dynamique moleculaire par simulation numerique

 Dynamique moleculaire par simulation numerique   Une autre approche est possible pour le calcul de la forme des macromol´ecules. Elle est bas´ee sur le fait qu’`a partir de la connaissance des interactions intramol´eculaires (de valence, de van der Waals, de r´epulsion et de dispersion, des liaison hydrog`ene, etc.), et de la connaissance de l’´etat initial d’´energie totale (po-tentielle et cin´etique) …

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Etats d’energie minimale

´ Etats d’energie minimale Les syst`emes physiques (isol´es) `a l’´equilibre thermo-dynamique se trouvent dans un ´etat d’´energie mini-male. Par exemple, lors de tout processus irr´eversible `a temp´erature T = const et volume V = const constants, l’´energie libre F du syst`eme diminue; d’une fa¸con ana-logue le potentiel thermodynamique (potentiel de Gibbs G, aussi appel´e enthalpie libre) d´ecroˆıt lors d’une trans-formation …

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PHYSIQUE DES MACROMOLECULES

 PHYSIQUE DES MACROMOLECULES La forme des macromol´ecules biologiques, la nature des interactions intra et inter mol´eculaires, le repliement et l’influence de l’environnement dans lequel se trouvent ces macromol´ecules, les m´ecanismes d’organisation en mi-celles ou membranes, ou le comportement des solutions de macromol´ecules soul`event un certain nombre de ques-tions du domaine de la physique, et qui peuvent ˆetreetudi´ees par une approche …

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Macromolecules en solution

  Macromolecules en solution La conformation d’une macromol´ecule est bienevidemment d´etermin´ee par les forces intramol´eculaires, mais elle d´epend aussi de l’environnement dans lequel elle se trouve. Naturellement, les macromol´ecules bi-ologiques se trouvent souvent en solution aqueuse, et leur interaction avec l’eau peut introduire de changements im-portants de conformation. Les parties charg´ees, polaires et non-polaires, interagissent chacune diff´eremment avec l’eau et …

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Forces d’interactions faibles

Forces d’interactions faibles La conformation des macromol´ecules biologiques d´epend donc des liaisons faibles, dont l’´energie d’interaction est plus petite que celle de valence. Ces liaisons `a plus longue port´ee, ont une origine ´electrostatique et statistique (voir le tableau ??). Leur intensit´e U0 est parfois seulement de l’ordre de l’´energie   thermique U0 ≈ kBT , o`u T est la temp´erature …

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Structure hi´erarchique et conformation

 Structure hi´erarchique et conformation   L’activit´e biologique d’une macromol´ecule, ainsi que ses propri´et´es purement chimiques, ne d´ependent pas seulement de leur composition, mais leur forme est ´egalement essentielle. Les propri´et´es des macromol´ecules d´ependent donc, de la fa¸con dont ses unit´es de base se dis-tribuent dans l’espace. La g´eom´etrie d’une mol´ecule peut changer comme r´esultat d’une variation des param`etres ext´erieurs (concentrations, …

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MACROMOLECULES

  MACROMOLECULES Les macromol´ecules r´esultent de l’assemblage d’une grande quantit´e de mol´ecules. Les lipides, les prot´eines et autres macromol´ecules sont form´ees par une s´equence des constituants ´el´ementaires, g´en´eralement appel´es monom`eres, comme les acides amin´es ou nucl´eiques, sucres, ou chaˆınes hydrocarbon´ees. Un exemple de macromol´ecule est le poly´ethyl`ene, qui r´esulte de la polym´erisation de l’´ethyl`ene. Les macromol´ecules d’int´erˆet en biologie sont …

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Forces electrostatiques

Forces  electrostatiques   Les forces ´electrostatiques sont celles qui d´ependent de la distribution de charge ´electrique des mol´ecules. Le cas le plus simple est celui de l’interaction des mol´ecules ionis´ees, qui poss`edent donc une charge ´electrique nette (forces de Coulomb). La distribution de charge des mol´ecules form´ees d’atomes de diff´erentesesp`eces, en particulier celles qui font intervenir des atomes `a ´electron´egativit´e …

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FORCES INTERMOLECULAIRES

FORCES INTERMOLECULAIRES   A. Introduction Les forces ´electrostatiques sont `a l’origine de la plu-part de forces faibles qui interviennent dans la confor-mation de macromol´ecules. Ces forces sont d´ecrites par FIG. 3 Interaction de deux particules 1 et 2; F12 = −F21 est la force qui exerce la particule 1 sur la particule 2; U (r) est l’´energie d’interaction, qui d´epend …

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Physique statistique et distribution de Boltzmann

  Physique statistique et distribution de Boltzmann   1. Le nombre d’´etats et l’entropie Boltzmann prouva en 1877 qu’il existe un lien entre la dynamique microscopique, celle qui d´ecrit le mouve-ment des particules, et la thermodynamique. Ce lien ´etablit une correspondance entre le nombre d’´etats micro-scopiques Ω d’un syst`eme, `a l’entropie thermodynamique S:S = kB lnΩ , (24) la constante …

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