Dinamika molekuler adalah bentuk
simulasi komputer dimana atom dan molekul berinteraksi selama periode
waktu tertentu berdasarkan hukum fisika (1). Simulasi dinamika
molekuler mensimulasikan suatu persamaan pergerakan Newton [ F = m.a
], dimana gaya (F) ditentukan oleh massa (m) dan percepatan (a).
Energi yang ada didistrubusikan antara energi potensial dan kinetik.
Dengan demikian molekul dapat mengatasi barier pemisah minima jika
puncak barier kurang dari energi total minus energi potensial.
Persamaan Newton memerlukan tahap waktu yang singkat (level
femtosecond) untuk
dapat diintegrasikan sehingga membuat simulasi berlangsung singkat,
umumnya saat ini menggunakan satuan nanoseconds (2)
Dalam simulasi dinamika molekuler ini,
kita dapat mempelajari struktur, dinamika, dan termodinamika molekul
biologis dan kompleksnya. Aktivitas biologis yang dapat diteliti
menggunakan simulasi molekular dinamik antara lain pelipatan protein,
katalisis enzim, stabilitas protein, dan perubahan konformasi yang
barkaitan dengan fungsi biomolekuler (3) Dinamika molekuler
memberikan pengetahuan tentang dinamika makromolekul besar, termasuk
sistem biologi seperti protein, asam nukleat (DNA dan RNA), serta
membran. Metode ini telah digunakan secara luas untuk mengevaluasi
sifat molekul secara komputasional tanpa melalui tahap sintesis yang
sifatnya lebih mahal.
Peristiwa dinamik memegang peranan
dalam mengontrol proses yang berkaitan dengan sifat fungsional
biomolekul. Teknik dinamika molekuler merupakan alat penting untuk
menyelidiki struktur, pelipatan, dinamika dan fungsi biomolekul.
Simulasi komputasi membuktikan dan mengindikasikan bahwa ada
keterkaitan antara struktur biomolekul, dinamika internal dan fungsi.
Dinamika dan fungsi kompleks biomolekul memiliki rentang skala waktu. Pergerakan internal protein terjadi dari 10-15 sampai 10-3
detik, yang berkaitan dengan berbagai fungsi protein (seperti
katalisis enzim). Pergerakan dinamika juga memiliki rentang dari
beberapa sampai puluhan angstrom (10-10 sampai 10-8 m). Simulasi
komputasi menggunakan teknik dinamika molekuler akan menyediakan
informasi penting dan pemahaman biomolekul yang lebih baik (3)
Saat ini telah tersedia beberapa
perangkat lunak yang dapat digunakan untuk simulasi dinamika
molekuler. Contoh perangkat lunak untuk simulasi ini adalah Amber,
CHARMM, LAMPPS, NAMD, dan GROMACS.
Ref:
Ref:
- Berendsen HJC, David VDS & Rudi VD. GROMACS: A Message-Passing Parallel Molecular Dynamics Implementation. ComputPhys Comm., 1995. 95: 43-56
- Nordling E. Biocomputational Studies on Protein Structures. 61 hlm.http://diss.kib.ki.se/2002/91-7349-295-7/thesis.pdf. 2002. 26Januari 2008, pk 17.00.
- Alam SR, Jeffrey SV, Pratul KA & Al Geist. Performance Characterization of Molecular Dynamics Techniques for Biomolecular Simulations. 10 hlm. http://portal.acm.org/citation.
