Analyse conformationnelle
Modélisation moléculaire et conception de nouveaux ligands d'intérêts biologiques

1.1 Champs de force (mécanique versus quantique)

Les méthodes par champs de force (ou mécanique moléculaire) sont utilisées pour reproduire des propriétés structurales d'une molécule . Elles ne considèrent que les positions des noyaux et n'intègrent pas directement les caractéristiques électroniques. C'est un point de différence majeure par rapport aux méthodes quantiques. Avec cette simplification, la mécanique moléculaire est particulièrement adaptée à la modélisation de systèmes de grande dimension comme les macromolécules mais aussi, pour des molécules simples, à la détermination de l'espace conformationnel associé à un composé chimique. Le paramètre de base en mécanique moléculaire concerne le type d'atomes. Il doit intégrer non seulement sa nature mais aussi son état d'hybridation et son environnement (une définition incorrecte conduit à des erreurs majeures). Chaque équation associée au champ de force est décrite en fonction justement de ce type d'atomes.

Un champ de force basique est composé de quatre termes ou équations (tableau 1). Les trois premiers sont associés à des termes dits covalents (on intègre l'association de deux, trois puis quatre atomes), le dernier à un terme non covalent à partir d'une interaction dite 1-4. Pour les trois premiers termes covalents, en fonction des positions respectives des atomes, on définit un décalage par rapport à une situation idéale, c'est-à-dire une situation en accord avec des données expérimentales. Ce décalage contribuera à une instabilité au niveau de la structure et par conséquent à une augmentation de l'énergie. Les équations traduisant cette variation d'énergie en fonction des variations de positions intègrent les constantes de force associées aux vibrations (élongation/flexion), ainsi que les distances et angles optimaux entre les atomes, données issues de valeurs expérimentales associées à la spectroscopie infrarouge et la diffraction par rayons X. A partir d'un enchaînement...