Consideration du solvant en modelisation moleculaire. Proposition d'un nouveau traitement analytique du modele continu du solvant, fiesta. (field integrated electrostatic approach)

Treatment of solvent in molecular modelling. Proposal of a new analytical treatment of a continuous solvent model, fiesta

• Auteur / Autrice : JULIETTE BERNET
• Direction : Richard Lavery
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques et fondamentales appliquées. Psychologie
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Paris 7

Résumé

Le comportement des macromolecules biologiques est fortement influence par leur environnement d'eau et de contre-ions. En effet, ni la conformation, ni les interactions des macromolecules ne peuvent etre comprises sans tenir compte de leur environnement. La prise en compte de tels effets lors des calculs de modelisation moleculaire pose encore des problemes majeurs. L'approche la plus precise necessite une representation explicite de plusieurs milliers de molecules de solvant et ceci alourdit considerablement les calculs a effectuer. Ainsi, il est important de trouver d'autres techniques, plus rapides, mais neanmoins fiables. Une representation continue de l'environnement a travers l'equation poisson-boltzmann offre une telle possibilite. Des logiciels mis au point sur cette base ont deja fourni des resultats en bonne correlation avec des donnees experimentales dans plusieurs domaines. Un exemple de leur emploi est presente dans cette these, portant sur la modelisation de l'ouverture des bases de la double helice de l'adn. Malheureusement, l'emploi de telles techniques au sein des logiciels de simulation est limite par des temps de calculs prohibitifs. En restant dans un formalisme poisson-boltzmann, nous proposons une nouvelle approche analytique qui permet d'accelerer beaucoup les calculs et qui permettra egalement d'obtenir les derivees de l'energie electrostatique. Cette approche, denommee fiesta (field integrated electrostatic approch), evite la construction d'un maillage de l'espace ou de la surface du solute et tient compte de la polarisation du solvant a travers des sources de potentiel virtuelles situees a l'interieur du solute. L'interet de cette methodologie est confirme pas les premiers resultats obtenus sur un ensemble de molecules et de macromolecules.