シミュレーション

汎用性の高い CHARMm 分子力学シミュレーション・プログラムを包含

生体分子プロセスは、タンパク質、リガンド、溶媒、イオンが動的に相互作用することで成り立っています。多くの場合、これらの相互作用の細部を物理的実験だけで把握することは困難です。これらの現象の時間スケールが短いためです。シミュレーションにより、これらのプロセスのエネルギー特性が解明され、作用機序や性質が明らかになります。

Discovery Studio は汎用性の高い CHARMm 分子シミュレーション・プログラムを利用します。30 年以上に及ぶ査読済み学術研究によって生まれた CHARMm は、タンパク質、ペプチド、低分子リガンド、核酸、脂質、炭水化物など、生物系の研究を対象としています。

Simulate
  • CHARMm
    • 陽溶媒または陰溶媒内における構造最適化と分子動力学(MD)シミュレーションを実行
    • DOMDEC および OpenMM で GPU 対応
  • NAMD
    • 陽溶媒 MD シミュレーションを実行
    • 露な膜でタンパク質を溶媒、MD シミュレーションを実行
  • DMol3 / CHARMm
    • エネルギーの一点計算、またはハイブリッド量子力学 / 分子力学(QM/MM)シミュレーションを使用して受容体とリガンドの複合体の構造最適化を実行
Model
  • CGenFF、charmm36、CHARMm など、多様な力場をサポート
  • MATCH 法でリガンドに charmm36 力場をアサイン
  • CHARMM パッチ・メカニズムを完全サポート
  • 非常に大きな分子系に対しても高速に露な水溶媒を付加、オプションでカウンター・イオンを含めることも可能
  • 膜貫通型タンパク質を予め平衡化計算された脂質二重層膜で溶媒
  • MD トラジェクトリの解析
Explore
  • シミュレーションの準備のために、タンパク質のイオン化と残基 pK の予測をすばやく正確に実行
  • CHARMm ベースのドッキング・エンジン CDOCKER を使用して、柔軟なリガンドベースのドッキングとリファインを実行
  • 複数リガンドのポーズ最適化を受容体内で実行
  • ドッキングしたポーズの結合エネルギーを計算
  • 自由エネルギー摂動(FEP)法を使用して、同種のリガンドの相対的なリガンド結合エネルギーを正確に予測
  • Multi-Site Lambda Dynamics (MSLD)で、リガンドのコンビナトリアル・ライブラリの相対自由エネルギーを計算
  • CHARMm ベースの Steered Molecular Dynamics (SMD)シミュレーションを使用して、リガンドの結合自由エネルギーを推定し、リガンドの乖離を研究
  • CHARMm Poisson-Boltzmann (PB)方程式を解くことにより、静電ポテンシャルを計算