Simulaciones

Una simulación de dinámica molecular (MD) es un método informático que se utiliza para estudiar los movimientos físicos de los átomos y las moléculas a lo largo del tiempo. Ayuda a comprender el comportamiento de sistemas complejos mediante la simulación de interacciones a nivel atómico en determinadas condiciones.

Para ser más precisos, el método de simulación de dinámica molecular (MD) es una técnica computacional utilizada para modelar los movimientos físicos de los átomos y las moléculas a lo largo del tiempo. Simula las interacciones entre partículas (como átomos, moléculas o iones) basándose en la mecánica clásica, utilizando normalmente las leyes de movimiento de Newton. Al calcular las fuerzas entre estas partículas, las simulaciones de MD predicen cómo evolucionan sus posiciones con el tiempo, lo que permite a los investigadores estudiar el comportamiento dinámico de sistemas moleculares complejos, como proteínas, ácidos nucleicos o materiales en diferentes entornos.

Las simulaciones de dinámica molecular proporcionan información sobre cómo interactúan los fármacos con sus proteínas objetivo a nivel atómico. Esto permite a los investigadores predecir afinidades de unión, optimizar los candidatos a fármacos y diseñar terapias más eficaces sin necesidad de una amplia experimentación física.

Las simulaciones de MD ayudan a los investigadores a visualizar las interacciones fármaco-objetivo, a predecir la estabilidad de la unión del fármaco y a evaluar cómo afectan los cambios moleculares a la eficacia de un fármaco. Esto acelera la identificación de posibles candidatos a medicamentos y reduce el tiempo y el coste de los ensayos experimentales.

Existen varios tipos de simulaciones de MD, entre los que se incluyen:

• MD clásica (simulación estándar de sistemas moleculares)
• MD acelerada (para un muestreo más rápido de las conformaciones)
• Mecánica cuántica/mecánica molecular (QM/MM) (simulaciones híbridas para reacciones químicas)
• MD acelerada gaussiana (GaMD), que mejora el muestreo para sistemas biomoleculares complejos.

A continuación se presenta una tabla comparativa que destaca las principales diferencias entre NAMD y CHARMm en las simulaciones clásicas de dinámica molecular, que cubre aspectos como la funcionalidad, la eficiencia computacional, el tamaño del sistema y los casos de uso:

Las simulaciones de dinámica molecular con BIOVIA Discovery Studio proporcionan potentes herramientas, como NAMD y CHARMm, para modelar con precisión interacciones biomoleculares complejas. Con la MD acelerada gaussiana (GaMD) para un muestreo mejorado y cálculos de energía libre, los investigadores pueden explorar de forma eficaz los procesos moleculares. El software admite varios campos de fuerza y técnicas de modelado molecular, lo que lo hace esencial para el descubrimiento de fármacos, al ayudar a los usuarios a simular, modelar y analizar interacciones a nivel atómico.