Fragment molecular orbital
ফ্র্যাগমেন্ট মলিকিউলার অরবিটাল মেথড (এফ. এম. ও) একটি গণনামূলক পদ্ধতি যা এবি ইনিশিও কোয়ান্টাম-রাসায়নিক তরঙ্গ ফাংশন ব্যবহার করে হাজার হাজার পরমাণু সহ খুব বড় আণবিক ব্যবস্থা গণনা করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। এফ. এম. ও এবং সম্পর্কিত পদ্ধতির ইতিহাস 1999 সালে কাজুও কিটৌরা এবং সহকর্মীরা ফ্র্যাগমেন্ট মলিকিউলার অরবিটাল মেথড (এফ. এম. ও) তৈরি করেছিলেন। এফ. এম. ও কাজুও কিটৌরা এবং কেইজি মোরোকুমার শক্তি পচন বিশ্লেষণের (ই. ডি. এ) সাথে গভীরভাবে আন্তঃসংযুক্ত, যা 1976 সালে বিকশিত হয়েছিল। এফ. এম. ও-এর প্রধান ব্যবহার হল খুব বড় আণবিক ব্যবস্থাগুলিকে টুকরো টুকরো করে ভাগ করে এবং এবি ইনিশিও বা ঘনত্ব কার্যকরী কোয়ান্টাম-মেকানিক্যাল গণনা করে টুকরো এবং তাদের ডাইমারগুলি গণনা করা, যার মাধ্যমে পুরো সিস্টেম থেকে কুলম্ব ক্ষেত্র অন্তর্ভুক্ত করা হয়। পরের বৈশিষ্ট্যটি ক্যাপ ব্যবহার না করে খণ্ড গণনা করার অনুমতি দেয়। পারস্পরিক সামঞ্জস্যপূর্ণ ক্ষেত্র (এম. সি. এফ) পদ্ধতি তাদের এম্বেডিং সম্ভাবনায় স্ব-সামঞ্জস্যপূর্ণ খণ্ড গণনার ধারণা প্রবর্তন করেছিল, যা পরে এফ. এম. ও সহ বিভিন্ন পদ্ধতিতে কিছু পরিবর্তনের সাথে ব্যবহৃত হয়েছিল। এইচ. স্টল (1992)-এর ক্রমবর্ধমান পারস্পরিক সম্পর্ক পদ্ধতি সহ এফ. এম. ও সম্পর্কিত অন্যান্য পদ্ধতিও ছিল। পরে, এফ. এম. ও-এর সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত অন্যান্য পদ্ধতিগুলি প্রস্তাব করা হয়েছিল যার মধ্যে এল. হুয়াং-এর কার্নেল শক্তি পদ্ধতি এবং ই. ডালকে, এস. হিরাতা এবং পরে এম. কামিয়া দ্বারা বৈদ্যুতিনভাবে এম্বেড করা বহু-দেহ সম্প্রসারণও এফ. এম. ও-এর সাথে খুব ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত পদ্ধতির পরামর্শ দিয়েছিল। কার্যকর ফ্র্যাগমেন্ট আণবিক অরবিটাল (ই. এফ. এম. ও) পদ্ধতি কার্যকর ফ্র্যাগমেন্ট সম্ভাব্যতা (ই. এফ. পি) এবং এফ. এম. ও-এর কিছু বৈশিষ্ট্যকে একত্রিত করে। খণ্ড-ভিত্তিক পদ্ধতির বিকাশের একটি বিস্তারিত দৃষ্টিভঙ্গি একটি পর্যালোচনায় পাওয়া যাবে। এফ. এম. ও-র পরিচিতি শক্তি, শক্তি গ্রেডিয়েন্ট, ডাইপোল মোমেন্ট ইত্যাদির মতো মোট বৈশিষ্ট্যের গণনার পাশাপাশি প্রতিটি জোড়া খণ্ডের জন্য একটি মিথস্ক্রিয়া শক্তি পাওয়া যায়। এই জোড়া মিথস্ক্রিয়া শক্তি আরও ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক, বিনিময়, চার্জ স্থানান্তর এবং বিচ্ছুরণ অবদানগুলিতে বিভক্ত হতে পারে। এই বিশ্লেষণটি পেয়ার ইন্টারেকশন এনার্জি ডিকম্পোসিশন অ্যানালাইসিস (পি. আই. ই. ডি. এ) নামে পরিচিত এবং এটিকে এফ. এম. ও-ভিত্তিক ই. ডি. এ হিসাবে ভাবা যেতে পারে। বিকল্পভাবে, এফ. এম. ও কাঠামোর মধ্যে ফ্র্যাগমেন্ট ইন্টারঅ্যাকশন (সি. এ. এফ. আই) এবং স্থানীয় এম. পি2 (এফ. আই. এল. এম)-এর উপর ভিত্তি করে ফ্র্যাগমেন্ট ইন্টারঅ্যাকশন বিশ্লেষণের জন্য বিন্যাস বিশ্লেষণের পরামর্শ দেওয়া হয়েছিল। এফ. এম. ও-তে, বিভিন্ন তরঙ্গ ফাংশনগুলি টুকরোগুলি এবং তাদের ডাইমারগুলির এবি ইনিশিও গণনার জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে, যেমন হার্ট্রি-ফক, ডেনসিটি ফাংশনাল থিওরি (ডি. এফ. টি), মাল্টি-কনফিগারেশন স্ব-সামঞ্জস্যপূর্ণ ক্ষেত্র (এম. সি. এস. সি. এফ), সময়-নির্ভর ডি. এফ. টি (টি. ডি. এফ. টি), কনফিগারেশন ইন্টারঅ্যাকশন (সি. আই), সেকেন্ড অর্ডার মোলার-প্লেসেট পারটার্বেশন থিওরি (এম. পি. 2), কাপল্ড ক্লাস্টার (সি. সি) এবং ডেনসিটি ফাংশনাল টাইট বাইন্ডিং (ডি. এফ. টি. বি)। কনফিগারেশন ইন্টারঅ্যাকশন (সি. আই), টাইম-ডিপেন্ডেন্ট ডেনসিটি ফাংশনাল থিওরি (টি. ডি. ডি. এফ. টি), টাইম-ডিপেন্ডেন্ট ডি. এফ. টি. বি (টি. ডি-ডি. এফ. টি. বি), ইকুয়েশন-অফ-মোশন কাপল্ড-ক্লাস্টার (ই. ও. এম-সি. সি) এবং জি. ডব্লিউ এপ্রোক্সিমেশনের মাধ্যমে উত্তেজিত অবস্থার গণনা করা যেতে পারে। দ্রাবক প্রভাবগুলি পোলারাইজেবল কন্টিনিউয়াম মডেল (পিসিএম) দিয়ে চিকিত্সা করা যেতে পারে। এফ. এম. ও কোডটি খুব দক্ষতার সাথে জেনারেলাইজড ডিস্ট্রিবিউটেড ডেটা ইন্টারফেস (জি. ডি. ডি. আই) ব্যবহার করে সমান্তরাল করা হয় এবং শত শত সিপিইউ প্রায় নিখুঁত স্কেলিংয়ের সাথে ব্যবহার করা যেতে পারে। 2009 সালে প্রকাশিত এফ. এম. ও বইয়ে, এফ. এম. ও উন্নয়ন এবং অ্যাপ্লিকেশন বিশেষজ্ঞদের দ্বারা লিখিত 10টি সচিত্র অধ্যায়ের পাশাপাশি ইনপুট এবং আউটপুট ফাইলের টীকাযুক্ত নমুনা সহ একটি সি. ডি. আর. ও. এম, ফ্যাসিও মডেলিং সফ্টওয়্যার এবং ফ্যাসিও দিয়ে কঠিন পি. ডি. বি ফাইলগুলির চিকিৎসার জন্য ভিডিও টিউটোরিয়াল (অ্যাপলিগাইড চলচ্চিত্র, মাউস ক্লিক দেখানো) পাওয়া যাবে। এই বইটি ছাড়াও অন্যান্য বইগুলিতে বেশ কয়েকটি অধ্যায় প্রকাশিত হয়েছে। 2013-2014-এ, একটি জাপানি জার্নাল, সি. আই. সি. এস. জে বুলেটিন, জাপানি ভাষায় এফ. এম. ও গবেষণাপত্রের একটি সিরিজ প্রকাশ করেছে (মোট প্রায় 100 পৃষ্ঠা), যা সাম্প্রতিক এফ. এম. ও উন্নয়ন এবং জাপানে করা অ্যাপ্লিকেশনগুলির একটি প্রতিনিধি সংক্ষিপ্তসার দেয়, যার মধ্যে রয়েছে ফ্যাসিওতে গেম/এফ. এম. ও ইন্টারফেসের গবেষণাপত্র এবং কে কম্পিউটারে গেম/এফ. এম. ও-এর একটি ওপেন. এম. পি সংস্করণ তৈরি করা। পরে, এফ. এম. ও-কে ফুগাকু এবং সামিট সুপারকম্পিউটারগুলিতে পোর্ট করা হয়। 2007, 2012, 2014, 2017 এবং 2022 সালে প্রকাশিত এফ. এম. ও-র বেশ কয়েকটি পর্যালোচনা রয়েছে। 2021 এবং 2023 সালে দুটি নতুন এফ. এম. ও বই প্রকাশিত হয়। ডি. এফ. টি. বি ব্যবহার করে এফ. এম. ও-এর সাথে গণনা করা বৃহত্তম সিস্টেমগুলি হল (ক) পূর্ণ পৃষ্ঠের একটি স্ল্যাব যার মধ্যে <আই. ডি. 2> পরমাণু রয়েছে, যার জ্যামিতি সম্পূর্ণরূপে অনুকূলিত ছিল এবং (খ) একটি 10.7 মাইক্রোমিটার সাদা গ্রাফিন ন্যানো উপাদান যার মধ্যে <আই. ডি. 1> পরমাণু রয়েছে, যার জন্য আণবিক গতিবিদ্যার অনুকরণ করা হয়েছিল। ওষুধ আবিষ্কারের ক্ষেত্রে এফ. এম. ও-র প্রয়োগ সহজতর করার জন্য, এফ. এম. ও কনসোর্টিয়াম প্রতিষ্ঠিত হয়েছিল। এফ. এম. ও-এর প্রয়োগ এফ. এম. ও-এর দুটি প্রধান প্রয়োগ ক্ষেত্র রয়েছেঃ জৈব রসায়ন এবং দ্রবণে রাসায়নিক বিক্রিয়ার আণবিক গতিবিদ্যা। উপরন্তু, অজৈব প্রয়োগের একটি উদীয়মান ক্ষেত্র রয়েছে। 2005 সালে, 20,000 এরও বেশি পরমাণু সহ সালোকসংশ্লেষক প্রোটিনের স্থল বৈদ্যুতিন অবস্থা গণনার জন্য এফ. এম. ও-এর একটি প্রয়োগ সুপারকম্পিউটিং 2005-এ সেরা প্রযুক্তিগত কাগজ পুরস্কারের সাথে আলাদা করা হয়েছিল। জৈব রাসায়নিক সমস্যাগুলির জন্য এফ. এম. ও-এর বেশ কয়েকটি প্রয়োগ প্রকাশিত হয়েছে, উদাহরণস্বরূপ, ড্রাগ ডিজাইন, পরিমাণগত কাঠামো-ক্রিয়াকলাপ সম্পর্ক (কিউ. এস. এ. আর) পাশাপাশি জৈবিক ব্যবস্থার উত্তেজিত অবস্থা এবং রাসায়নিক প্রতিক্রিয়াগুলির অধ্যয়ন। বিচ্ছিন্ন বন্ধনের অভিযোজিত হিমায়িত কক্ষপথ (এ. এফ. ও) চিকিত্সা এফ. এম. ও-এর জন্য তৈরি করা হয়েছিল, যার ফলে কঠিন, পৃষ্ঠতল এবং সিলিকন ন্যানোওয়ারের মতো ন্যানো সিস্টেমগুলি অধ্যয়ন করা সম্ভব হয়েছিল। এফ. এম. ও-টি. ডি. ডি. এফ. টি আণবিক স্ফটিকের (কুইনাক্রিডোন) উত্তেজিত অবস্থায় প্রয়োগ করা হয়েছিল। অজৈব ব্যবস্থার মধ্যে, সিলিকা-সম্পর্কিত উপাদানগুলি (জিওলাইট, মেসোপোরাস ন্যানো পার্টিকেলস এবং সিলিকা পৃষ্ঠ) এফ. এম. ও, পাশাপাশি আয়নিক তরল এবং বোরন নাইট্রাইড ফিতা দিয়ে অধ্যয়ন করা হয়েছিল। এফ. এম. ও-এর অন্যান্য প্রয়োগও রয়েছে। এফ. এম. ও-র জন্য সফ্টওয়্যার এফ. এম. ও পদ্ধতিটি গেম (ইউ. এস), এ. বি. আই. এন. আই. টি-এম. পি, পি. এ. আই. সি. এস এবং ওপেন. এফ. এম. ও সফ্টওয়্যার প্যাকেজে প্রয়োগ করা হয়, যা বিনামূল্যে বিতরণ করা হয়। ফু, একটি সাধারণ ওপেন সোর্স জি. ইউ. আই যা এফ. এম. ও-এর জন্য ইনপুট ফাইল তৈরি করতে পারে। এম. সুয়েনাগা দ্বারা বিকশিত আরেকটি গ্রাফিক্যাল ইউজার ইন্টারফেস ফ্যাসিওতে এফ. এম. ও (অন্যান্য বৈশিষ্ট্য ছাড়াও)-এর একটি খুব সুবিধাজনক বিশেষ সমর্থন রয়েছে, যার সাহায্যে আণবিক গুচ্ছ, প্রোটিন, নিউক্লিওটাইড, স্যাকারাইড এবং এর যে কোনও সংমিশ্রণের (যেমন, স্পষ্ট দ্রাবকে ডি. এন. এ এবং প্রোটিন কমপ্লেক্স) একটি স্বয়ংক্রিয় বিভাজন কয়েক মিনিটের মধ্যে করা যেতে পারে এবং বন্ডগুলি পৃথক করার জন্য ক্লিক করে কঠিন পদার্থ এবং পৃষ্ঠগুলির একটি ম্যানুয়াল বিভাজন সম্পন্ন করা যেতে পারে। ফ্যাসিও এফ. এম. ও গণনার ফলাফলও কল্পনা করতে পারে, যেমন জোড়া মিথস্ক্রিয়া। গেমে এফ. এম. ও বাস্তবায়ন (ই-শক্তি, জি-গ্রেডিয়েন্ট, এইচ-হেসিয়ান; বোল্ড-পিসিএম-এর সাথে ব্যবহার করা যেতে পারে) আরও দেখুন গেমেস (মার্কিন) তথ্যসূত্র গণনামূলক রসায়ন আণবিক জীববিজ্ঞান