2024年8月9日
Visual Dynamics 是一个开源工具,可利用 Gromacs 加速分子动力学模拟的实现与学习。本方案将指导您轻松完成使用 ACPYPE 准备的蛋白质-配体模拟,并介绍适用于其他模拟模型的一般步骤。
我们的目标是为学术界提供一种工具,以促进利用分子动力学进行准备和模拟。我们的网络应用程序能否实现这一目标?初学者能否有效地使用它?
我们希望通过我们的软件来解答这些问题。分子动力学领域存在诸多挑战,其中尤为突出的包括配体参数化的准备过程、模拟操作指南的学习曲线,以及在实施新分析时所需的模拟时间。
我们主要致力于解决初学者在开展研究时的学习曲线问题,旨在建立一个涵盖从入门到高级用户的全流程指导体系。该工具的高需求表明了生物科学研究领域存在一定的空白。我们认为,该工具的开发代表了分子动力学应用与学习方面的重要进步。
因此,将有更多人能够在他们的研究中实施这些测试。未来,我们计划扩展具有水力场的复杂模拟的参数化和执行。首先,打开视觉动力学(Visual Dynamics)或VD网页,然后单击登录以进入系统登录界面。
登录后,可访问模拟提交区域、教程以及使用统计信息。对于 APO 酶模拟提交,请在侧边栏中点击“新建模拟”按钮,然后点击 APO。上传用于 mgv 的游离蛋白。
pdb 文件,并选择 AMBER94 力场。选择 TIP3P 水模型,然后选择立方盒子。设定蛋白质与盒子边缘之间的距离为 0.5 纳米。
选择该选项,在我们的服务器上运行以执行模拟。使用 UCSF Chimera 打开 mgv.pdb 的蛋白质-配体复合物。点击残基,并将编码设置为 D5I。
然后在文件菜单下,点击保存 PDB。选择仅保存选定的原子。将文件名设置为 ligand。
将文件保存为 pdb 格式,然后点击保存。前往 Bio2Byte ACPYPE 服务器,提交生成的配体,并从输出文件中获取 PDB 文件。
单击“新建模拟”,然后选择“蛋白质-配体”。上传 mgv 的游离蛋白质 pdb 文件,并选择在 ACPYPE 中准备好的配体文件,随后选择 Amber 94 力场。
选择 TIP3P 水模型,然后选择立方盒子,并设置蛋白质与盒子边缘之间的距离为 0.5 纳米。勾选“在我们的服务器上运行”选项以执行模拟。点击侧边栏中的“我的模拟”,然后点击“下载 MDP 文件”以下载所使用的模拟配置文件。
单击命令以下载平台执行的命令列表,单击GROMACS日志以下载包含gmx命令输出的日志文件。单击结果以下载由gmx命令生成的文件。最后,单击图形以将用于分析每个模拟步骤的图像和xvg格式图表下载到计算机。
蛋白质主链的均方根偏差小于2.5埃,且持续半径显示,在5纳秒的模拟过程中,蛋白质在X、Y和Z坐标方向上均保持了其紧密结构。如均方根涨落所示,蛋白质结构中每个氨基酸的平均波动距离在5纳秒的模拟过程中保持稳定。在能量最小化过程中,系统稳定时的最大作用力小于1,000千焦每摩尔每纳米。
Visual Dynamics 是一个开源工具,旨在促进分子动力学模拟,特别是蛋白质-配体相互作用的模拟。本方案为用户高效开展模拟提供了全面指导,即使是初学者也能轻松上手。
Visual Dynamics 3.0 降低了分子动力学模拟的门槛,使更多研究人员能够参与早期的计算建模与验证。通过简化蛋白质-配体模拟的设置与分析流程,该工具支持生物制药研发中的假设驱动型发现及作用机制的风险评估。这种可及性增强了预测的可信度,加快了与药物发现项目相关的分子相互作用的评估进程。
Visual Dynamics 3.0 将从早期假设验证到先导化合物鉴定的发现过程整合在一起,为计算建模与实验验证之间提供了桥梁。