The fastest motions are bond and an

The fastest motions are bond and angle vibrations and librational motions, small fluctuations of dihedral angles around a bond within the same molecular conformation. These types of motions occur on a time scale up to a few picoseconds. This is also the time scale for the diffusion and orientational correlation of water and other small molecules. Trans-gauche isomerizations of the dihedrals in the lipid tails are slower and occur on a time scale of tens of picoseconds. Trans-gauche isomerizations become slower closer towards the headgroup of a lipid, up to a few hundred picoseconds. The dynamics of some of the dihedrals in the headgroups is slower because of the strong interactions within and between headgroups.
If one turn to whole lipids the time scales become even longer. In a few nanoseconds, phospholipids might rotate around their long axis. For lateral diffusion, or two lipids switching place within one bilayer leaflet, tens of nanoseconds are needed. Even slower motions such as the cooperative motion in phase transitions, the insertion of large molecules like proteins, or the rare event of a lipid flipping over to the opposite membrane leaflet are well out of reach of MD simulations. The same would be true for the slow process of permeation of small molecules through bilayers, but sometimes there are ways to get around such limitations.
There are at least two conclusions. The first is that straightforward MD is an excellent method to study the dynamics of tails and individual lipids. This is an important application because MD can give detailed atomic pictures that can be used for the interpretation of e.g. NMR studies on relaxation and diffraction studies on the rather disordered lipid membranes. It is also possible to study the behavior of solvent molecules in and near bilayers, as well as the differences in behaviour of different types of lipids in terms of structure and solvent dynamics.
The second conclusion is that any simulation of a lipid bilayer at the current state of the art will stay relatively close to the initial configuration, since the rotational and translational motion of lipids is too slow to sample accurately in a few nanoseconds. This is an important consideration in the simulation of the interactions of phospholipids with cholesterol or the interaction between proteins and lipids, to name but two applications.
In practise, the size of a model bilayer in a simulation is currently limited to ~100-200 lipid molecules; 50-100 lipids is the most popular size. Usually, periodic boundary conditions are used to avoid strong artefacts from the presence of boundary planes, so that effectively a stack of bilayers with infinite dimensions is simulated. In the literature the length of simulations is limited to a few nanoseconds; most simulations are less than a nanosecond. Although many interesting phenomena occur on the nanosecond time scale, processes like phase transitions, phase separation in lipid mixtures, membrane fusion, protein folding or protein insertion into membranes are well out of reach of straightforward molecular dynamics.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

เคลื่อนไหวเร็วที่สุดคือ พันธบัตร และสั่นสะเทือนมุม และ librational ดัง ความผันผวนเล็ก ๆ ของมุม dihedral สถานพันธบัตรภายใน conformation โมเลกุลเดียวกัน เคลื่อนไหวชนิดนี้เกิดขึ้นบนมาตราส่วนเวลาได้กี่ picoseconds นี้ยังเป็นสเกลเวลาแพร่และ orientational ความสัมพันธ์ของน้ำและโมเลกุลขนาดเล็กอื่น ๆ Isomerizations gauche ทรานส์ของ dihedrals ในหางไขมันจะช้าลง และเกิดขึ้นในเวลาของสิบ picoseconds Isomerizations gauche ทรานส์กลายเป็นช้าใกล้ต่อ headgroup ของกระบวนการ ถึง picoseconds กี่ร้อย ของของ dihedrals ใน headgroups จะช้าลงเนื่องจากการโต้ตอบที่แข็งแกร่งภายใน และ ระหว่าง headgroups.
ถ้าหนึ่งเปิดโครงการทั้ง ระดับเวลากลายเป็นคุก ในกี่ nanoseconds, phospholipids อาจหมุนรอบแกนยาวของพวกเขา สิบ nanoseconds จำเป็นสำหรับแพร่ด้านข้าง หรือสลับตำแหน่งภายในหนึ่ง bilayer อุปกรณ์โครงการ 2 เคลื่อนไหวได้ช้าลงเช่นการร่วมมือเคลื่อนไหวในระยะช่วง แทรกของโมเลกุลใหญ่เช่นโปรตีน หรือมีเหตุการณ์ยากของกระบวนการพลิกผ่านไปอุปกรณ์เยื่อตรงข้ามไกลจากถึง MD จำลอง เหมือนจะเป็นจริงสำหรับขั้นตอนการซึมผ่านของโมเลกุลขนาดเล็กผ่าน bilayers ช้า แต่บางครั้งมีวิธีเลี่ยงข้อจำกัดดังกล่าว
มีบทสรุปที่สอง แรกคือ MD ที่ตรงไปตรงมาเป็นวิธีดีเพื่อศึกษาของหางและโครงการแต่ละ นี้เป็นโปรแกรมสำคัญ เพราะ MD สามารถให้รายละเอียดภาพอะตอมซึ่งสามารถใช้สำหรับการตีความเช่น NMR ศึกษาศึกษาสารไขมัน disordered ค่อนข้างผ่อนคลายและการเลี้ยวเบน สามารถศึกษาพฤติกรรมของโมเลกุลตัวทำละลายใน และ ใกล้ bilayers ตลอดจนความแตกต่างในพฤติกรรมชนิดต่าง ๆ ของโครงการในแง่ของโครงสร้างและตัวทำละลาย dynamics.
สรุปสองเป็นที่ใด ๆ การจำลอง bilayer ไขมันที่ปัจจุบันทันสมัยจะอยู่ค่อนข้างใกล้กับกำหนดค่าเริ่มต้น เนื่องจากการเคลื่อนไหวในการหมุน และ translational ของโครงการจะช้าเกินไปให้อย่างถูกต้องใน nanoseconds กี่ โดยพิจารณาความสำคัญในการจำลองการโต้ตอบของ phospholipids กับไขมันหรือปฏิสัมพันธ์ระหว่างโปรตีนและโครงการ ชื่อแต่สองโปรแกรมประยุกต์
ในฝึก ขนาดของ bilayer จำลองในแบบจำลองมีอยู่จำกัด ~ 100-200 โมเลกุลไขมัน โครงการ 50-100 เป็นขนาดนิยมมากที่สุด ปกติ เงื่อนไขขอบเขตเป็นครั้งคราวจะใช้เพื่อหลีกเลี่ยงสิ่งที่แข็งแกร่งจากสถานะของเครื่องบินขอบเขต เพื่อให้มีประสิทธิภาพจำลองกองซ้อน bilayers มีมิติอนันต์ ในวรรณคดี ความยาวของจำลองไม่จำกัดกี่ nanoseconds จำลองมากที่สุดน้อยกว่าเป็น nanosecond แม้ว่าปรากฏการณ์ที่น่าสนใจมากมายเกิดขึ้นบนมาตราส่วนเวลา nanosecond กระบวนการเปลี่ยนเฟส เฟสแยกส่วนผสมไขมัน ฟิวชั่นเมมเบรน พับโปรตีน หรือโปรตีนแทรกเข้าไปในเยื่อหุ้มจะไกลจากถึง dynamics ตรงโมเลกุล

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

การเคลื่อนไหวที่เร็วที่สุดเป็นพันธบัตรและมุมการสั่นสะเทือนและการเคลื่อนไหว librational ความผันผวนเล็ก ๆ ของมุมไดฮีดรัรอบพันธบัตรภายในโครงสร้างโมเลกุลเดียวกัน เหล่านี้ประเภทของการเคลื่อนไหวที่เกิดขึ้นในระดับเวลาถึงไม่กี่ picoseconds นี้ยังเป็นช่วงเวลาสำหรับการแพร่กระจายและความสัมพันธ์ orientational น้ำและโมเลกุลขนาดเล็กอื่น ๆ isomerizations ทรานส์เก้งก้างของ dihedrals ในหางไขมันจะช้าลงและเกิดขึ้นในช่วงเวลาของการนับ picoseconds isomerizations ทรานส์เก้งก้างกลายเป็นช้าลงใกล้ชิดต่อ headgroup ของไขมันเพิ่มขึ้นไปไม่กี่ร้อย picoseconds การเปลี่ยนแปลงของบางส่วนของ dihedrals ใน headgroups จะช้าลงเพราะการสื่อสารที่แข็งแกร่งภายในและระหว่าง headgroups
หากหันไปไขมันทั้งเกล็ดกลายเป็นเวลานานกว่า ในไม่กี่นาโนวินาที, phospholipids อาจหมุนรอบแกนยาวของพวกเขา สำหรับการกระจายด้านข้างหรือสองไขมันเปลี่ยนสถานที่ภายในใบปลิว bilayer หนึ่งหมื่นนาโนวินาทีมีความจำเป็น แม้การเคลื่อนไหวช้าลงเช่นการเคลื่อนไหวความร่วมมือในการเปลี่ยนขั้นตอนการแทรกของโมเลกุลขนาดใหญ่เช่นโปรตีนหรือเหตุการณ์ที่หายากของไขมันพลิกถึงใบปลิวพังผืดตรงข้ามเป็นอย่างดีออกจากการเข้าถึงของการจำลอง MD เดียวกันจะเป็นจริงสำหรับกระบวนการที่ช้าของการซึมผ่านของโมเลกุลขนาดเล็กผ่าน bilayers แต่บางครั้งมีวิธีที่จะได้รับรอบข้อ จำกัด ดังกล่าว
มีอย่างน้อยสองได้ข้อสรุปที่ แรกคือ MD ตรงไปตรงมาเป็นวิธีที่ดีในการศึกษาการเปลี่ยนแปลงของหางและไขมันของแต่ละบุคคล นี้เป็นโปรแกรมที่สำคัญเพราะ MD สามารถให้ภาพที่มีรายละเอียดของอะตอมที่สามารถใช้สำหรับการตีความของการศึกษาเช่น NMR ในการพักผ่อนและการเลี้ยวเบนศึกษาเกี่ยวกับเยื่อไขมันค่อนข้างวุ่นวาย นอกจากนี้ยังเป็นไปได้ที่จะศึกษาพฤติกรรมของโมเลกุลตัวทำละลายและใกล้ bilayers, เป็นความแตกต่างในพฤติกรรมของชนิดของไขมันในแง่ของโครงสร้างและการเปลี่ยนแปลงตัวทำละลาย
ข้อสรุปที่สองคือการจำลองการใด ๆ ของไขมัน bilayer ที่ปัจจุบัน รัฐของศิลปะจะอยู่ค่อนข้างใกล้เคียงกับการกำหนดค่าเริ่มต้นตั้งแต่การเคลื่อนไหวการหมุนและการแปลของไขมันช้าเกินไปที่จะเป็นตัวอย่างที่ถูกต้องในไม่กี่นาโนวินาที นี่คือการพิจารณาที่สำคัญในการจำลองของการมีปฏิสัมพันธ์ของ phospholipids ที่มีคอเลสเตอรอลหรือปฏิสัมพันธ์ระหว่างโปรตีนและไขมันเพื่อชื่อ แต่สองโปรแกรม
ในทางปฏิบัติขนาดของ bilayer รูปแบบในการจำลองถูก จำกัด ~ 100-200 ไขมันในปัจจุบัน โมเลกุล; 50-100 ไขมันมีขนาดที่นิยมมากที่สุด โดยปกติเงื่อนไขขอบเขตระยะที่ใช้ในการหลีกเลี่ยงสิ่งประดิษฐ์ที่แข็งแกร่งจากการมีขอบเขตของเครื่องบินเพื่อให้มีประสิทธิภาพกอง bilayers ที่มีขนาดอนันต์จำลอง ในวรรณคดีความยาวของแบบจำลองจะถูก จำกัด ให้ไม่กี่นาโนวินาที; แบบจำลองส่วนใหญ่จะน้อยกว่า nanosecond แม้ว่าปรากฏการณ์ที่น่าสนใจมากมายเกิดขึ้นในช่วงเวลาเสี้ยวกระบวนการเช่นการเปลี่ยนเฟสในการแยกเฟสผสมไขมันฟิวชั่นเมมเบรนพับโปรตีนหรือโปรตีนที่แทรกเข้าไปในเยื่อหุ้มเป็นอย่างดีออกจากการเข้าถึงการเปลี่ยนแปลงของโมเลกุลตรงไปตรงมา

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

การเคลื่อนไหวที่เร็วที่สุด คือ พันธบัตรและการสั่นสะเทือนมุมและ librational การเคลื่อนไหวเล็ก ๆมุม dihedral ความผันผวนของพันธะภายในโครงสร้างโมเลกุลเดียวกัน เหล่านี้ประเภทของญัตติเกิดขึ้นบนมาตราส่วนเวลาขึ้นไปไม่กี่พิโควินาที . นี่ขนาดเวลาการแพร่กระจาย และความสัมพันธ์ orientational ของน้ำและโมเลกุลขนาดเล็กอื่นๆทราน เซ่อซ่า isomerizations ของ dihedrals ในไขมันหางจะช้าลง และเกิดขึ้นบนมาตราส่วนเวลาสิบพิโควินาที . ทราน เซ่อซ่า isomerizations กลายเป็นช้าลงใกล้ชิดต่อ headgroup ของไขมันได้ถึงไม่กี่ร้อยพิโควินาที . พลวัตของ dihedrals ใน headgroups ช้าลงเพราะแรงปฏิกิริยาภายในและระหว่าง headgroups .
ถ้าเปิดทั้งไขมัน เวลาชั่งก็จะนานขึ้น ในไม่กี่นาโนวินาที ดอาจจะหมุนรอบแกนยาวของพวกเขา สำหรับการกระจายหรือสองไขมันเปลี่ยนสถานที่ภายในหนึ่งโดยใช้ใบปลิว หลักสิบนาโนวินาทีต้องการ แม้ช้าการเคลื่อนไหวเช่นเคลื่อนไหวสหกรณ์ในการเปลี่ยนเฟสแทรกของโมเลกุลขนาดใหญ่เช่นโปรตีนหรือเหตุการณ์ที่ยากของไขมันพลิกไป แผ่นพับ ใบปลิว แผ่นตรงข้ามจะออกจากการเข้าถึงของจำลอง MD . เหมือนจะจริงเพื่อชะลอกระบวนการของการแทรกซึมของโมเลกุลเล็กถึงสองชั้น แต่บางครั้งมีวิธีการที่จะได้รับรอบ ๆข้อ เช่น
มีข้อสรุปอย่างน้อยสองแรกคือว่า MD ตรงไปตรงมาจะเป็นวิธีที่ยอดเยี่ยมเพื่อศึกษาพลวัตของหางและไขมันของแต่ละบุคคล นี้เป็นโปรแกรมสำคัญเพราะ MD สามารถให้รายละเอียดภาพอะตอมที่สามารถใช้สำหรับการตีความ เช่น คุณการศึกษาในการผ่อนคลายและการเลี้ยวเบนการศึกษาค่อนข้างรกและเยื่อนอกจากนี้ยังเป็นไปได้ที่จะศึกษาพฤติกรรมของโมเลกุลของตัวทำละลายใน และใกล้ ฟุ่มเฟือย รวมทั้งความแตกต่างในพฤติกรรมของชนิดของไขมันในแง่ของโครงสร้างและพลวัตของตัวทำละลาย
สรุปที่สองนี่เป็นแบบจำลองของ bilayer ไขมันที่สถานะปัจจุบันของศิลปะจะอยู่ค่อนข้างใกล้เคียงกับค่าเริ่มต้นตั้งแต่แปลความหมุนและเคลื่อนไหวช้าเกินไปที่จะตัวอย่างที่ถูกต้องในไม่กี่นาโนวินาที . นี่คือการพิจารณาที่สำคัญในการจำลองการโต้ตอบของ phospholipids ที่มีคอเลสเตอรอลหรือปฏิสัมพันธ์ระหว่างโปรตีน และไขมัน เพื่อชื่อ แต่สองโปรแกรม .
ในทางปฏิบัติขนาดของแบบจำลองในการจำลองโดยใช้กำลัง ( ~ 100-200 ไขมันโมเลกุล ; 50-100 ไขมันเป็นขนาดที่นิยมมากที่สุด โดยปกติ เงื่อนไขขอบเขตแบบที่ใช้เพื่อหลีกเลี่ยงสิ่งประดิษฐ์ที่แข็งแกร่งจากการปรากฏตัวของขอบเขตของเครื่องบิน เพื่อให้มีประสิทธิภาพ กองเยื่อ 2 ชั้น ด้วยมิติอนันต์ ) .ในวรรณคดี ความยาวของแบบจำกัดอยู่ไม่กี่นาโนวินาที ; จำลองส่วนใหญ่จะน้อยกว่าเวลาเสี้ยววินาที แม้ว่าปรากฏการณ์ที่น่าสนใจมากมายเกิดขึ้นในนาโนวินาทีระดับเวลา กระบวนการ เช่น การเปลี่ยนเฟส เฟส การแยกสารผสมเยื่อไขมันฟิวชั่น , พับโปรตีนหรือโปรตีนเมมเบรนแทรกดีออกจากการเข้าถึงของพลศาสตร์โมเลกุลตรงไปตรงมา