{"id":58,"date":"2026-01-24T10:16:52","date_gmt":"2026-01-24T09:16:52","guid":{"rendered":"https:\/\/kolobiofizyki.fuw.edu.pl\/?p=58"},"modified":"2026-10-21T13:35:59","modified_gmt":"2026-10-21T11:35:59","slug":"modelowanie-molekularne-czyli-laboratorium-w-pudelku","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/kolobiofizyki.fuw.edu.pl\/?p=58","title":{"rendered":"Modelowanie molekularne, czyli laboratorium w pude\u0142ku"},"content":{"rendered":"\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><strong>Modelowanie molekularne<\/strong> to technika komputerowa b\u0119d\u0105ca doskona\u0142ym uzupe\u0142nieniem tradycyjnych metod eksperymentalnych. Klasyczne podej\u015bcia do wyznaczenia struktury przestrzennej bia\u0142ek, kwas\u00f3w nukleinowych i ich kompleks\u00f3w, takie jak krystalografia rentgenowska, mikroskopia krioelektronowa czy spektroskopia NMR, bywaj\u0105 czasoch\u0142onne, bardzo drogie, a niekiedy wr\u0119cz niemo\u017cliwe do zastosowania dla konkretnego uk\u0142adu. Zastosowanie modelowania komputerowego pozwala oszcz\u0119dzi\u0107 czas i koszty, zauwa\u017calnie ogranicza liczb\u0119 niezb\u0119dnych eksperyment\u00f3w fizycznych oraz daje badaczom pe\u0142n\u0105 kontrol\u0119 nad symulowanym uk\u0142adem.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Metoda ta otwiera przed naukowcami szerokie mo\u017cliwo\u015bci \u2013 umo\u017cliwia wizualizacj\u0119 struktur molekularnych, badanie mechanizm\u00f3w zwijania bia\u0142ek, analiz\u0119 dynamiki biomoleku\u0142, a tak\u017ce symulowanie proces\u00f3w dyfuzji i projektowanie nowych lek\u00f3w. Metody modelowania molekularnego mo\u017cna podzieli\u0107 na mi\u0119dzy innymi: <strong>mechanik\u0119 molekularn\u0105<\/strong> (skupiaj\u0105c\u0105 si\u0119 na statycznym obrazie cz\u0105steczki i minimach energetycznych), <strong>dynamik\u0119 molekularn\u0105<\/strong> (ukazuj\u0105ca ewolucj\u0119 moleku\u0142y w czasie), a tak\u017ce dynamicznie rozwijaj\u0105ce si\u0119 techniki uczenia maszynowego, takie jak <strong>AlphaFold<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Wsp\u00f3\u0142czesna farmacja i medycyna nie mog\u0142yby sprawnie funkcjonowa\u0107 bez wsparcia <strong>komputerowego projektowania lek\u00f3w <\/strong>(ang. <em>CADD \u2013 Computer-Aided Drug Design<\/em>). Metody modelowania molekularnego wkraczaj\u0105 na scen\u0119 ju\u017c na etapie wczesnego poszukiwania substancji aktywnych, pozwalaj\u0105c na wirtualne &#8222;przesiewanie&#8221; (ang. <em>virtual screening<\/em>) milion\u00f3w cz\u0105steczek z ogromnych baz danych, bez konieczno\u015bci ich fizycznej syntezy w laboratorium. W zale\u017cno\u015bci od dost\u0119pnych informacji, badacze mog\u0105 projektowa\u0107 leki w oparciu o znan\u0105 struktur\u0119 przestrzenn\u0105 celu bia\u0142kowego (tzw. <strong>dokowanie molekularne<\/strong> do okre\u015blonej &#8222;kieszeni&#8221;) lub na podstawie cech znanych ju\u017c, skutecznych ligand\u00f3w. Modelowanie obliczeniowe pozwala oszacowa\u0107 si\u0142\u0119 oddzia\u0142ywa\u0144 mi\u0119dzy cz\u0105steczk\u0105 leku a celem biologicznym, przewidywa\u0107 w\u0142a\u015bciwo\u015bci farmakokinetyczne (np. wch\u0142anianie i dystrybucj\u0119), a tym samym \u2013 wyklucza\u0107 s\u0142abo dzia\u0142aj\u0105ce cz\u0105steczki na wczesnym etapie i drastycznie skraca\u0107 proces wprowadzania nowych, ratuj\u0105cych \u017cycie terapii na rynek.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Dzi\u0119ki <strong>dynamice molekularnej<\/strong> (MD) badacze mog\u0105 \u015bledzi\u0107 fizyczn\u0105 trajektori\u0119 atom\u00f3w opieraj\u0105c si\u0119 na wyznaczonych r\u00f3wnaniach ruchu w polu si\u0142owym. Narz\u0119dzie to s\u0142u\u017cy do obserwacji zmian konformacyjnych i parametr\u00f3w termodynamicznych w ogromnym zakresie skali czasowej \u2013 od pojedynczych femtosekund a\u017c do milisekund. Wymaga to jednak odpowiedniego skonstruowania uk\u0142adu: wyboru odpowiedniego modelu (uproszczonego obrazu rzeczywisto\u015bci) oraz przygotowania warunk\u00f3w pocz\u0105tkowych.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Wraz z weryfikacj\u0105 eksperymentaln\u0105, modelowanie molekularne jest dzi\u015b nieocenionym narz\u0119dziem, kt\u00f3re pozwala nie tylko bada\u0107 w\u0142a\u015bciwo\u015bci fizyczne struktur, ale te\u017c odkrywa\u0107 ich zupe\u0142nie nowe funkcje i potencja\u0142 terapeutyczny.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><strong>Literatura<\/strong><\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Pisula, M., Dr\u00f3\u017cd\u017c, E., Che\u0142mecka, E. (2020). <em>Modelowanie molekularne jako etap poszukiwania nowych substancji o potencjalnym znaczeniu terapeutycznym<\/em>. Annales Academiae Medicae Silesiensis, 74, 91-98.<\/li>\n\n\n\n<li>Ouyang, D., Smith, S. C. (red.) (2015). <em>Computational Pharmaceutics: Application of Molecular Modeling in Drug Delivery<\/em>. John Wiley &amp; Sons.<\/li>\n\n\n\n<li>Lu, C. et al. (2024). <em>Integrated Molecular Modeling and Machine Learning for Drug Design<\/em>. Journal of Chemical Theory and Computation (ACS Publications).<\/li>\n\n\n\n<li><strong>Zdj\u0119cie<\/strong>: Struktura podjednostki alfa syntazy ATP wyznaczona przez AlphaFold (PDB ID: AF_AFP56757F1)<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Zastanawia\u0142e\u015b si\u0119 kiedy\u015b, czy makrocz\u0105steczki biologiczne, takie jak bia\u0142ka czy kwasy nukleinowe, mo\u017cna bada\u0107 poza specjalistycznym laboratorium? A mo\u017ce chcia\u0142by\u015b odkrywa\u0107 struktur\u0119 i funkcj\u0119 bia\u0142ek albo poszukiwa\u0107 nowych lek\u00f3w z wykorzystaniem metod obliczeniowych? W tym artykule zapraszam Ci\u0119 do wirtualnego \u201elaboratorium w pude\u0142ku\u201d, kt\u00f3re odgrywa niezwykle istotn\u0105 rol\u0119 we wsp\u00f3\u0142czesnej biofizyce, farmacji i medycynie.<\/p>\n","protected":false},"author":4,"featured_media":66,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[3,4],"tags":[19,20,16,17,18],"class_list":["post-58","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-artykuly","category-nasze","tag-biofizyka","tag-bioinformatyka","tag-cadd","tag-modelowanie-molekularne","tag-symulacje"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/kolobiofizyki.fuw.edu.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/58","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/kolobiofizyki.fuw.edu.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/kolobiofizyki.fuw.edu.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/kolobiofizyki.fuw.edu.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/4"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/kolobiofizyki.fuw.edu.pl\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=58"}],"version-history":[{"count":5,"href":"https:\/\/kolobiofizyki.fuw.edu.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/58\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":70,"href":"https:\/\/kolobiofizyki.fuw.edu.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/58\/revisions\/70"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/kolobiofizyki.fuw.edu.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/66"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/kolobiofizyki.fuw.edu.pl\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=58"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/kolobiofizyki.fuw.edu.pl\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=58"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/kolobiofizyki.fuw.edu.pl\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=58"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}