This page is devoted to sharing about visualization with my L1 students. All my courses are available to registered students on the ARCHE Platform by the University of Lorraine.
Ce mini-blog est mis à jour lors de séances, et sur la base de la bonne volonté des participants.
ANNALES :
Chimie 3D, 2024-25
FST Université de Lorraine - Nancy
En construction, les cours se terminent le 09/05/2025.
Les images et les vidéos ont été créés par les étudiants sur les séances d'apprentissage par Projet.
Projet 1 : l'eau.. dans tous ses états !
Nous avons étudié l'evolution de la structure microscopique de l'eau en augmentant la temperature de 0 à 100 C. Voici une vidéo illustrant ce phénomène sur une portion du système dans une boîte de simulation (dynamique moléculaire).
La structure de départ est celle de la glace hexagonale. C'est simple de comprendre la raison de son nom ! La visualisation du réseau de liaisons hydrogène décrit le lien entre les propriétés d'une molécule d'eau et l'organisation d'un ensemble de ces molécules à basse temperature.
Un processus de minimisation de géométrie sur un agrégat d'eau montre que, dans l'absence des effets de temperature, les molécules d'eau ont tendance à maximiser les interactions liaisons hydrogène et ceci amène à la formation de structures régulières (e.g. polygones).
En augmentant la temperature, l'agitation thermique est liée à une augmentation des vitesses moyennes des molécules. Le réseau de liaisons hydrogène ne peut pas être maintenu dans une structure régulière et ces liaisons se forment et se brisent rapidement.
Projet 3 : le repliement d'une protéine
Ce Projet permet de développer des compétences dans l'utilisation du logiciel de visualisation et analyse VMD. Le problème scientifique d'intérêt est le repliement d'une protéine, étudié par dynamique moléculaire (trajectoires mises à disposition). Nous avons traité une des plus petites protéines qui se replient, Trp-cage, dont la structure est montrée ci-dessous par une representation 'Cartoon'.
Nous sommes partis par une structure linéaire, dont nous avons analysé la séquence avant de partir avec l'analyse des étapes de la simulation (minimisation, équilibration, production).
Dans la phase de production, nous avons cherché des critères pour identifier des structures repliées le long de la simulation. Par exemple, un descripteur très simple est la distance entre les deux extremités, mais ce n'est pas suffisant, il faut ensuite analyser en détail la structure en la comparant avec celle publiée dans la litérature.
TD 2
Nouveau ! Cette année, nous avons exploré l'outil Alphafold, un outil de prédiction de la structure des protéines basé sur l'intelligence artificielle.
À partir de la séquence PIAQIHILEGRSDEQKETLIREVSEAISRSLDAPLTSVR, nous avons demandé à Alphafold d'effectuer une recherche. Nous avons obtenu que notre séquence appartient, avec une probabilité de 9.8, à une molécule biologique. Nous avons reconnu des hélices alpha et des feuillets beta dans sa structure.
