L2 · 25 دقيقة
طاقة غيبس والاتزان
ΔG = −RT ln K.
أهداف التعلّم
- ربط ΔG بثابت الاتزان عبر ΔG = −RT ln K واستخدامه لترجمة ترتيب تقريبي.
- التفريق بين ΔG° المعياري والقيمة في شروط المقايسة.
لغة الاتزان
عند اتزان الارتباط P + L ⇌ PL، ثابت الاتزان K يرتبط بفرق المستوى الحر للطاقة. الإشارة السالبة في −RT ln K تعني: كل زيادة في K (ارتباط أقوى) تجعل ΔG أكثر سلبية. هذه العلاقة هي المبرر الوحيد لترجمة «kcal/mol» إلى ضعف في القدرة — بشرط أن تكون الطاقة حرة حقيقية لا درجة docking.
طاقة غيبس المعيارية والاتزان
K يجب أن يكون بلا أبعاد عبر حالة معيارية (تركيز مرجعي، غالباً 1 M في التعريفات الكيميائية).
- ΔG°تغير غيبس المعياري
- Rثابت الغاز
- Tدرجة الحرارة · K
- Kثابت الاتزان المعياري
خلط Kd (تركيز) مع K بلا أبعاد دون حالة معيارية يُنتج ln لوحدة. في الأوراق، حدّد هل تتحدث عن Kd أم عن ΔG°.
تطبيق في التصميم الدوائي: لترجمة تعليمية: عامل 10 في Kd يقابل نحو 1.4 kcal/mol عند ~298 K. إن كان خطأ طريقتك أكبر من ذلك، لا تدّعِ تمييزاً بعامل عشرة.
ما الذي ليس ΔG
- درجة Vina أو Glide ولو كُتبت kcal/mol.
- فرق طاقة MM لمبيتة واحدة بعد minimization.
- متوسط MM/PBSA بلا تقدير خطأ وبلا اتساق بروتوكول.
لماذا؟ — لماذا نهتم بـ ΔG لا بطاقة الوضع V فقط؟
V يصف نقطة على سطح. الاتزان متوسط وزني على ensemble عند T، ويشمل المذيب والحجوم المعيارية. ligand يفوز لا لأنه في حد أدنى عميق وحيد، بل لأن مجموع الحالات المرتبطة أخفض حراً من مجموع الحالات الحرة.
ماذا لو؟ — ماذا لو رتّبتَ مركبات بفروق 0.3 kcal/mol من طريقة خطؤها المعروف أكبر من 1 kcal/mol؟
الترتيب ضوضاء. ستُصنّع وفق عشوائية مُغلّفة بوحدات طاقة. إمّا أن تضيّق السؤال إلى أزواج كيميائية متقاربة بطرائق أدق (FEP بحذر)، أو تعترف أن الحساب لا يُميّز داخل تلك النافذة.
تمرين
تعليمياً عند ~298 K: إن تحسّن Kd عشرة أضعاف، ما اتجاه وحجم ΔG التقريبي؟
مواضيع مرتبطة