Simulieren biologischer Systeme mit Spitzentools

Biomolekular-Prozesse basieren auf einer Vielzahl dynamischer Wechselwirkungen zwischen Proteinen, Liganden, Lösungsmitteln und Ionen. Oft sind die Besonderheiten dieser Wechselwirkungen nur schwer durch physikalische Experimente zu erfassen, da sie nur in kurzen Zeiträumen stattfinden. Die Simulation kann dabei helfen, die Energie dieser Prozesse zu verdeutlichen, indem sie einen Einblick in deren Wirkmechanismus und Eigenschaften bietet.

BIOVIA Discovery Studio nutzt Programme der Spitzenklasse für Molekulardynamik-Simulationen, z. B.NAMD und CHARMm. Darüber hinaus ist auch die Gaußsche beschleunigte Molekulardynamik (GaMD) in der neuesten Version von Discovery Studio implementiert. So werden simultane, uneingeschränkte, erweiterte Stichproben und Berechnungen der freien Energie ermöglicht.

Simulieren

  • CHARMm
    • Ausführen explizit oder implizit lösungsmittelbasierter Minimalisierungen und Molekulardynamik-(MD)-Simulationen
    • GPU-fähig über DOMDEC und OpenMM
  • NAMD
    • Ausführen von MD-Simulationen für explizite Lösungsmittel
    • Ein Protein mit expliziter Membran lösen und MD-Simulationen durchführen
  • DMol3/CHARMm
    • Berechnung von Einpunkt-Energien oder Durchführung von Minimalisierungen von Rezeptor-Ligand-Komplexen mithilfe hybrider QM/MM-Simulationen (Quantenmechanik/molekulare Mechanik)
  • Implementierung von GaMD für die gleichzeitige, uneingeschränkte, erweiterte Stichprobennahme und Berechnungen der freien Energie
    • Konfigurieren und Durchführen einer GaMD-Äquilibrierung mit automatischer Parametrierung der benötigten Ertragspotenziale
    • GaMD-Simulationen ausführen und neu starten
    • Einschätzen einer freien Energielandschaft anhand von MD-Trajektorien und Ermöglichen einer statistische Neugewichtung von GaMD-Simulationen

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