Automatic Conversion of Molecular Models
Ahmad Shahwan, Stéphane Redon, Joseph Fourier · 2010
Molecular mechanics are powerful tools to predict and simulate physical phenomena at the nano-level, such approaches are defined by forcefields models that describes the possible topology of the molecular system, as well interactions between its interior parts, in terms of potential energies and forces as a function of the systems geometrical conformation. In order to apply a model to a nano-system, it must thus be ensured that the topology of such a system conforms to that prescribed by the model. However, as geometrical properties of nano-systems might be arbitrarily defined by the user, or be obtained experimentally, or even come from a predefined system, a method to automatically detect topological and geometrical patterns suggested by a model in a given nano-system must exist. This research comes to fill this gap, by introducing a general algorithm and data structure that are capable of finding predefined patterns –for which forcefields parameters are known in advance– in a given nanosystem, enabling the seamless assignment of one molecular model or other. Resume La mecanique moleculaire est un puissant outil pour prevoir et simuler les phenomenes physiques a l’echelle nanoscopique. Cette approche repose sur des modeles de champs de forces qui decrivent la topologie possible du systeme moleculaire, ainsi les interactions entre ses parties, en termes d’energies potentielles et de forces qui sont fonction de la conformation geometrique des systemes. Afin d’appliquer un modele a un nano-systeme, il faut donc veiller a ce que la topologie d’un tel systeme soit conforme a celle prevue par le modele. Toutefois, comme les proprietes geometriques des nano-systemes peuvent etre arbitrairement definies par l’utilisateur, ou etre obtenues experimentalement, ou encore provenir d’un systeme predefini, une methode permettant de detecter automatiquement les modeles topologiques et geometriques suggere par le champ de forces dans un nanosysteme donne doit exister. Cette recherche vient combler cette lacune, en introduisant une structure de donnees et un algorithme general qui sont capables de trouver des modeles predefinis –pour lesquels les paramtres des champs de forces sont connus a l’avance– dans un nano-systeme donne, afin de permettre l’affectation d’un champ de forces a un nano-systeme.