Visual Dynamics 3.0'daki Yeni Özellikler

Summary

Visual Dynamics, Gromacs kullanarak moleküler dinamik simülasyonunda uygulamaları ve öğrenmeyi hızlandıran açık kaynaklı bir araçtır. Sunulan protokol, ACPYPE'de hazırlanmış bir protein-ligand simülasyonunu kolaylıkla gerçekleştirme adımlarında ve diğer simülasyon modellerine genel adımlarda size rehberlik edecektir.

Abstract

Görsel Dinamikler (VD), Gromacs'ta yürütülen Moleküler Dinamiğin (MD) kullanımını ve uygulanmasını kolaylaştırmayı amaçlayan bir web aracıdır ve hesaplama aşinalığı olmayan kullanıcıların doğrulama, gösterim ve öğretim amaçları için kısa süreli simülasyonlar çalıştırmasına olanak tanır. Kuantum yöntemlerinin en doğru olduğu doğrudur. Bununla birlikte, şu anda MD'nin gerçekleştirdiği deneyleri gerçekleştirmek için herhangi bir hesaplama fizibilitesi yoktur. Burada açıklanan araç, son birkaç yıl boyunca sürekli olarak iyileştirildi. Bu protokol, daha önce ACPYPE'de hazırlanmış bir protein-ligand kompleksi ile VD'de bir simülasyonu çalıştırmak için neyin gerekli olduğunu ve mevcut diğer simülasyon modelleriyle ilgili bazı genel talimatları açıklayacaktır. Ayrıntılı simülasyon için, inhibitör D5 (PDB ID: 4mgv) ile komplekslenmiş Plasmodium vivax'tan FK506 bağlayıcı protein kullanılacak ve kullanılan tüm dosyalar sağlanacaktır. Bu protokolün, sunulan sonuçların aynısını elde etmek için kullanılacak her seçeneği söyleyeceğini, ancak bu seçeneklerin yalnızca mevcut olması gerekmediğini unutmayın.

Introduction

IUPAC tanımına göre MD, Newton'un hareket yasalarına göre bir moleküldeki atomların veya katılar, sıvılar ve gazlardaki tek tek atomların veya moleküllerin hareketini hesaplamaktan oluşan simülasyon prosedürüdür. Atomlara etki eden ve hareketlerini simüle etmek için gerekli olan kuvvetler, genellikle moleküler mekanik^1'den gelen kuvvet alanları kullanılarak hesaplanır. Moleküler ve genellikle atomik düzeyde² bilgi elde etmeye çalışan herhangi bir fenomene uygulanabilir.

MD, biyoinformatiğe, özellikle yapısal biyoinformatiğe dahil edilen tekniklerden biridir. Bununla beraber, biyomoleküler yapıların kinetik ve termodinamik özelliklerini elde etmek mümkündür. Örneğin, makromoleküler stabilite, allosterik bölgelerin tanımlanması, enzimatik aktivite mekanizmalarının aydınlatılması, küçük moleküllü komplekslerin moleküler tanınması ve özellikleri, proteinler arasındaki ilişki, protein katlanması ve hidrasyonu³. Ayrıca, MD, yapının ve arıtılmasının (X-ışını, NMR ve protein ^modellemesi) belirlenmesinde moleküler tasarım (ilaç tasarımında yaygın olarak kullanılır) dahil olmak üzere çok çeşitli çalışmalara olanak tanır3. Bir MD'nin sonunda elde edilen sonuçlar, kuantum olmayan simülasyon açısından en zengin ve en eksiksiz olanlardır⁴. Klasik MD, önemli yaklaşımların sayısı nedeniyle biyomoleküler sistemlerin fiziğinin tam olarak değerlendirilmesinden beklenenden çok daha verimlidir. Özellikle, kuantum dinamik etkileri genellikle göz ardı edilir³. Bununla birlikte, bir MD deneyi uygulamak önemsiz değildir⁵. Çoğu yapısal biyoinformatik yazılımı bunun için yapıldığından, özellikle Linux Terminali olmak üzere bilgi işlem bilgisi gerektirir. Bu bilgiyle bile, Gromacs komutlarını ve parametrelendirmeyi öğrenmek başka bir dik öğrenme eğrisidir.

1977'de biyolojiye ilk uygulamasından bu^yana6, artan hesaplamalı işleme ve gelişmiş kodlama nedeniyle çok şey gelişti. Yirmi yıldan fazla bir süre önce, biyolojik problemlere yönelik ilk MD yazılımı, yani Gromacs⁷, AMBER⁸ ve NAMD⁹ piyasaya sürüldü.

İlk sürümlerinden bu yana, bu yazılımlar hala en çok kullanılan ve alıntı yapılan yazılımlar olmaya devam ediyor. Bununla birlikte, bilgisayar uzmanı olmayan araştırmacıları rahatsız eden aynı yaygın uygulama zorluklarıyla devam ediyorlar⁵. Bazılarının karmaşık kurulum ve yapılandırma adımları vardır, bazen ondan en iyi şekilde yararlanmak için üzerinde çalışacağı donanım hakkında kapsamlı bilgi ve son derece bilgisayar merkezli teknik belgeler gerektirir. Komut satırı ve sonsuz parametrelerin yanı sıra onlarla arayüz oluşturmanın daha kolay bir yoluna ihtiyaç vardır.

Bir arayüz, gerçekleştirilecek mantıksal işlem ile insan¹⁰ arasında bir aracı görevi görür. Yazılımın nasıl yürütüldüğüne dair paradigma, bilgi işlem kaynakları geliştikçe gelişmiştir. İlk dijital paradigma, komut satırı arayüzleri (CLI) idi ve bunu bilinen grafiksel kullanıcı arayüzlerine (GUI) evrim ^izledi.11. Evrimsel döngüyü takiben, World Wide Web (veya kısaca WEB) tarafından üretilen arayüz, GUI'lerin^11'in bir evrimi olarak kabul edilir. Bu üç paradigma şu anda geliştiricilere bağlı olarak bir arada var olmaktadır. CLI uygulamaları, işletim sistemi konsolunda metin komutlarını kullanır. Grafik masaüstleri olarak da adlandırılan GUI uygulamaları, pencereler, düğmeler ve diğer bileşenlerden oluşan bir grafik arabirim kullanır. Bir işletim sistemi için özeldir ve önceden programlanmıştır. CLI'dan temel farkı, farenin insan-makine etkileşiminde ek bir unsur olarak kullanılmasıdır¹². WEB uygulamaları, bir GUI ile karıştırılmasına rağmen, geliştirilmesi daha karmaşıktır, ancak daha çok yönlüdür ve operasyonda açık ara en çevik olanlardır. Ayrıca, yalnızca tarayıcı adı verilen bir tercüman yazılımına bağımlıdırlar, bu da istemci uygulamasının işletim sisteminden bağımsız bir ağ üzerinden sunucuyla iletişim kurmasını mümkün kılar¹³.

Yapısal biyoinformatik yazılımı en yaygın olarak CLI ve GUI paradigmalarını kullanır. CLI kullanan klasik yazılımların bazı örnekleri, benzerlik modellemesi için Modeller¹⁴ , moleküler yerleştirme için Autodock¹⁵ ve moleküler dinamikler için Gromacs^16'dır . GUI türünü benimseyen yazılımlara örnek olarak SwissPDBviewer¹⁷, Pymol¹⁸, VMD¹⁹, UCSF Chimera²⁰, Autodock tools¹⁵, PyRx²¹, Biovia²², Maestro²³ ve Moe²⁴ verilebilir.

Diğerlerinin yanı sıra Hypertext Markup Language sürüm 5 (HTML5)²⁵, Cascading Style Sheets (CSS)²⁶ ve Javascript²⁷ teknolojilerinin ortaya çıkmasıyla, birçok yapısal biyoinformatik uygulaması WEB'e getirilebilir ve böylece daha erişilebilir hale gelebilir. Benzerlik modelleme WEB sunucularına örnek olarak, arka uç olarak Modeller¹⁴ kullanan MODWEB²⁸ ve Swissmodel²⁹ verilebilir. Moleküler yerleştirme için web uygulama sunucularına örnek olarak Haddock³⁰, Swissdock³¹, Cluspro³², Dockthor³³ ve diğerleri verilebilir.

Yapısal analiz, modelleme ve yerleştirme metodolojileri CLI paradigmalarından GUI'ye ve son olarak WEB'e evrimleşirken, MD çoğunlukla komut satırı yürütme (CLI tipi) tarafından desteklenmeye devam ediyor. Bu panoramayı geliştirmek için bazı iyi girişimler ortaya çıktı. Bu girişimlere örnek olarak, VMD^34'e QwikMD eklentisi, PyMOL'e GROMACS Eklentisi ve UCSF Chimera^20'deki Moleküler Dinamik Simülasyon seçeneği gibi mevcut yazılımlarda eklentilerin uygulanması, ASGARD^{35, Gmx_qk 36} ve CHAPERONg³⁷ gibi bazı yeni ve daha kolay CLI uygulamaları ve sağlam bir web platformu olan BioBB-Wfs³⁸ verilebilir. Bu eklentilerin ve uygulamaların kullanımı bir ilerleme olsa da, bunların uygulanması çoğu vasıfsız araştırmacı için hala bir zorluktur. Yaygın zorluklar arasında, genellikle simülasyonun tam olarak yürütülmesini tehlikeye atan MD yazılımının yüklenmesi ve yapılandırılması sorunları yer alır⁵.

2022'de, web tabanlı hesaplamalı simülasyon için Visual Dynamics yazılımı, Fiocruz Rondônia^39'daki Laboratório de Bioinformática e Química Medicinal tarafından kullanıma sunuldu. İlk versiyonu Python ve Flask'ta inşa edildi ve sadece 2 ns için serbest proteinler (apoenzimler) içeren sistemlerin simülasyonlarına izin verdi. Daha sonra, PRODRG⁴⁰ kullanılarak hazırlanan ligandlarla otomatik bir simülasyon versiyonunu içerecek şekilde geliştirildi.

VD, yapısal biyofizik, biyoteknoloji ve ilgili alanlarda, hesaplama bilgisinde sınırlamaları olan tüm araştırmacılara yardımcı olmak için inşa edilmiştir; araç, bu araştırmacıların herhangi bir operasyonel sistemden ve yüksek performanslı bir bilgisayara (HPC) erişim olmadan MD simülasyonlarını içeren hipotezlerini test etmelerine olanak tanır. Bu çalışmanın amacı, Visual Dynamics sürüm 3.0'ın yeni özelliklerini sunmaktır. Ek olarak, araç için güncellenmiş bir kullanım protokolü sunmayı ve şu ana kadar olan kullanım istatistikleriyle birlikte gelecekte ele alınacak sınırlamaları vurgulamayı amaçlamaktadır (Şekil 1).

Protocol

1. Yazılıma erişim ve yeni kullanıcı kaydı

1. Visual Dynamics (VD) web sayfasını ziyaret edin. Bir hesap oluşturmak için sağ üstteki +Kaydol simgesine tıklayın. Yazılımı kullanmak için kaydolun.
   NOT: Yalnızca kurumsal e-posta adreslerine izin verilir. Kullanıcı, kaydı onaylandıktan sonra bir e-posta bildirimi alacaktır.
2. Sistem giriş ekranına erişmek için sağ üstteki Login'e tıklayın. Kullanıcı adı/e-posta ve şifre alanlarını doldurun ve Oturum aç'a tıklayın. Giriş yaptıktan sonra, kullanıcı simülasyon gönderme alanına erişebilecektir. Ayrıca VD için öğreticileri ve kullanım istatistiklerini de görüntüleyebilirler.

2. Apoenzim simülasyonu gönderimi

1. Sol kenar çubuğundaki Yeni Simülasyon'a tıklayın. Görünen ekranda, apoenzimi ifade eden APO düğmesine tıklayın.
2. Ücretsiz protein 4mvg.pdb dosyasını yükleyin. AMBER94 kuvveti alanını (veya başka bir uygun seçeneği) seçin.
   NOT: 4mvg.pdb Ek Dosya 1'den edinilebilir veya doğrudan Protein Veri Bankası'ndan (PDB) indirilebilir.
3. TIP3P su modelini seçin. Kübik kutuyu seçin. Protein ve kutu kenarı arasındaki 0,5 nm mesafeyi seçin.
   NOT: Seçilen seçenekler yalnızca öneri niteliğindedir. Diğer tüm seçenekler VD'de çalışır.
4. Gönderilen dosyalar ve parametrelerle simülasyonu yürütmek için Sunucularımızda Çalıştır seçeneğini işaretleyin. Simülasyonu çalıştır'a tıkladıktan sonra, kullanıcı simülasyon adımlarının gelişimini ekranda görecek ve tamamlandıktan sonra simülasyon durumu hakkında bir e-posta bildirimi alacaktır.

3. ACPYPE'de Hazırlanan Ligand ile Kompleks Oluşturan Enzim Simülasyonunun Sunulması

1. UCSF Chimera^20'yi kullanarak, protein-ligand kompleksi 4mgv.pdb^41'i açın, Seç altında Kalıntı'ya tıklayın ve kodu D5I olarak ayarlayın. Ardından, Dosya'nın altında PDB'yi Kaydet'i tıklatın, Yalnızca Seçili Atomları Kaydet'i seçin, dosya adını ligand.pdb olarak ayarlayın ve Kaydet'i tıklatın.
2. Önceki adımda oluşturulan ligand.pdb dosyasını Bio2Byte ACPYPE sunucusuna⁴² gönderin, çıktı dosyalarından ligand_NEW.itp ve ligand_NEW.pdb bu deneyde kullanılan ve sağlananlar olacaktır.
   NOT: ligand_NEW.itp ve ligand_NEW.pdb dosyaları Ek Dosya 2 ve Ek Dosya 3'ten edinilebilir.
3. Sol kenar çubuğundaki Yeni Simülasyon'a tıklayın. Protein + Ligand (ACPYPE'de hazırlanmış) düğmesine tıklayın.
4. Ücretsiz protein 4mvg.pdb dosyasını yükleyin. ACPYPE'de hazırlanan Ligand Dosyalarını seçin: ligand_NEW.itp ve ligand_NEW.pdb. AMBER94 kuvveti alanını seçin.
5. TIP3P su modelini seçin. Kübik kutuyu seçin. Protein ve kutu kenarı arasındaki 0,5 nm mesafeyi seçin. Seçilen seçenekler yalnızca öneri niteliğindedir. Diğer tüm seçenekler VD'de çalışır.
6. Gönderilen dosyalar ve parametrelerle simülasyonu yürütmek için Sunucularımızda Çalıştır seçeneğini işaretleyin. Simülasyonu çalıştır'a tıkladıktan sonra, kullanıcı simülasyon adımlarının gelişimini ekranda görecek ve tamamlandıktan sonra simülasyon durumu hakkında bir e-posta bildirimi alacaktır.

4. Simülasyon sonuçlarına erişim

1. Sol kenar çubuğundaki Simülasyonlarım'a tıklayın.
2. Platform tarafından kullanılan simülasyon konfigürasyon dosyalarını kullanıcının bilgisayarına indirmek için MDP Dosyalarını İndir'e tıklayın.
3. Simülasyon öğelerini aşağıda açıklandığı gibi indirin.
   1. Platform tarafından yürütülen komutların listesini kullanıcının bilgisayarına indirmek için Komutlar'a tıklayın.
   2. .gmx komut çıktılarını içeren günlük dosyasını sırayla kullanıcının bilgisayarına indirmek için GROMACS Log'a tıklayın.
   3. _npt.gro, _pr.edr, _pr.tpr, _pr_PBC.gro ve pr_PBC.xtc gibi .gmx komutları tarafından oluşturulan dosyaları kullanıcının bilgisayarına indirmek için Sonuçlar'ı tıklayın.
   4. Her bir simülasyon adımını analiz etmek üzere grafikleri görüntü ve .xvg formatında kullanıcının bilgisayarına indirmek için Şekil Grafikleri'ne tıklayın.

Results

VD, kullanıcı müdahalesi veya kullanıcı tarafından sağlanan hesaplama kaynakları gerektirmeyen tamamen otonom bir simülasyon yürütmesi sağlar. Bir simülasyonu yürütmeye gönderdikten sonra, kullanıcı onu bırakabilir, makinelerini kapatabilir ve simülasyon çalışmaya devam eder. Ayrıca, kullanıcıların sonuçlara ister dizüstü bilgisayar ister mobil cihaz olsun, herhangi bir cihazdan erişmesine olanak tanır.

VD'nin WEB üzerinden otomatik modda kullanılmasına bir örnek olarak, test, inhibitör D5 (PDB ID: 4mgv) ile komplekslenmiş Plasmodium vivax'tan FK506 bağlayıcı proteinin yapısı kullanılarak ACPYPE'de hazırlanan bir protein-ligand kompleksi için ^{yapılmıştır41}. Hazırlık, tarif edilen protokolü takip etti ve analizin sonuçları Şekil 2A-D'de gösterildi.

Şekil 2A , ilk protein yapısı ile 5 ns boyunca (sistemde sabitlendiği gibi) simülasyonu arasındaki Kök Ortalama Kare Sapmasını (RMSD) temsil eder. Protein omurgası, simülasyon boyunca 2.5 Å'den daha az bir RMSD sergiledi. Şekil 2B , 5 ns simülasyonu sırasında proteinin kompaktlığını tanımlayan Dönme Yarıçapını (Rg) göstermektedir. Bu grafik, genel değerin yanı sıra x, y ve z olmak üzere üç koordinatta Rg'yi gösterir. Şekil 2C , 5 ns simülasyonu sırasında protein yapısındaki her bir amino asidin ortalama dalgalanma mesafesini temsil eden Kök Ortalama Kare Dalgalanmasını (RMSF) göstermektedir. Şekil 2D , en dik iniş yöntemini kullanarak enerji minimizasyon işlemi sırasında sistem için kJ/mol cinsinden enerji değişimini göstermektedir. Bu grafikten, sistemin 1000 kJ/mol/nm'den daha düşük bir maksimum kuvvetle stabilize olduğunu gözlemliyoruz.

Başka bir kullanım durumu, kullanıcının Gromacs kurulu olarak kendi sunucusunda çalıştırmak istemesidir. Bu kullanım şekli, Linux Terminali ve CLI uygulamaları hakkında orta düzeyde bilgi gerektirdiğinden bu protokolde ele alınmamıştır. Bu yöntem, oluşturulduğu gibi yürütüldüğünde VD ile aynı sonucu elde eden değiştirilebilir Gromacs komutlarının bir üreteci olarak VD'yi kullanır. MDP dosyalarını ve oluşturulan komutları içeren dosyayı indirirler (Şekil 3A). Her şey VD'de mevcuttur. Linux terminalinde çalıştırdıklarında, Şekil 3B'deki gibi sonuçlar alacaklardır.

Şekil 1: Komut komut dosyaları oluşturmak için VD kullanma. (A) Komut listesi indirme seçeneği seçildiğinde VD'de oluşturulan komutların listesi. (B) Bir komutun yürütülmesinden elde edilen çıktı örneği. Sadece kopyalayın, yapıştırın ve yerel Linux isteminde çalıştırın. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 2: Visual Dynamics erişim ve kullanım istatistikleri. Yaklaşık 63 ülkeden 4 binden fazla tek IP kullanıcısı şimdiden VD'ye erişti. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 3: Otomatik VD analizi ile ilgili çıktı grafikleri örnekleri. (A) 5 ns boyunca Ortalama Karekök Sapması (RMSD). (B) 5 ns boyunca Dönme Yarıçapı (Rg). (C) 5 ns boyunca Ortalama Kare Kök Dalgalanması (RMSF). RMSF grafiğinin x ekseni, enzimdeki amino asitlerin sayısını temsil eder ve görüntüleme yazılımı minimum boyutta çıktı verir. Protein daha büyükse, x ekseni artacaktır. (D) Enerji minimizasyonu işlemi sırasında enerji değişimi. Enerji değişimi, işlem yeterli bir değere ulaştığında sona erer. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Ek Şekil 1: Visual Dynamics'in yeni bir simülasyon kurmak için kullandığı sürecin basitleştirilmiş akış şeması. Bu dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.

Ek Şekil 2: Visual Dynamics'in kuyruğa alınmış simülasyonların yürütülmesini yönetmek için kullandığı sürecin basitleştirilmiş akış şeması. Bu dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.

Ek Dosya 1: Protein pdb dosyası. Bu dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.

Ek Dosya 2: Ligand itp dosyası. Bu dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.

Ek Dosya 3: Ligand pdb dosyası. Bu dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.

Discussion

Süreçleri otomatikleştirmek kolay değildir, ancak aynı zamanda bir sistemi sıfırdan yeniden programlamaktan daha az zordur. Gromacs şu anda en popüler moleküler simülasyon yazılımıdır ve sürekli güncellenmektedir. Groningen Üniversitesi Biyofiziksel Kimya Bölümü başlangıçta geliştirdi ve şu anda Stockholm⁴³ Üniversitesi'ndeki Yaşam Bilimleri Laboratuvarı tarafından sürdürülüyor.

Herhangi bir yeni kullanıcı için simülasyon tekniklerini öğrenmek uzun bir yolculuktur. VD, bu öğrenme sürecini kolaylaştırmanın yanı sıra, simülasyonları daha uzun süreler boyunca çalıştırmaya kaynak yatırmadan önce deneyleri doğrulamak için bir alternatif olarak ortaya çıkıyor. Kullanıcılar 5 ns simülasyon yürütebilir ve böylece simülasyonu daha da genişletmenin kullanışlılığını değerlendirebilir.

Birleştirmelerin ve Gromacs komutlarına parametre geçişinin otomasyonu, yalnızca Linux'un terminalinin yönetimini sağlama ve buna izin verme şekliyle mümkündür. VD'nin tam otomasyonu mümkün kılan ana özelliklerinden biri Şekil 3B'de görülebilir. Manuel bir yaklaşımda, analiz edilecek grupları seçmek için kullanıcının yürütmenin başında etkileşimde bulunması gerekir¹⁶. Bu durumda, grup 4 (Omurga) varsayılan olarak seçilmiştir. Bu adımı atlamak ve kullanıcı etkileşimini otomatikleştirmek için, echo "4 4" komutu, komut satırında kanal (|) olarak bilinen bir birleştirme aracıyla birlikte arka planda .gmx komutuna geçirilir. Bu, VD'ye benzer bir araç geliştirmek isteyen programcılar için kullanışlıdır ve kullanıcı etkileşiminin otomasyonuna ve öykünmesine izin verir.

Şu anda VD, WEB sunucusunda 5 ns süreli simülasyonları çalıştırmakla sınırlıdır. Önceki versiyonda bu sınır sadece 2 ns³⁹ idi. Daha uzun bir simülasyon süresine ihtiyaç duyulursa, komut dosyasını ve MDP dosyalarını, Gromacs'ın kurulu olduğu kullanıcının kendi makinesinde yürütmek üzere indirmeniz önerilir. Sistemi Nötralize Et ve Hidrojenleri Yoksayla seçenekleri her zaman etkindir ve devre dışı bırakılamaz. Benzer şekilde, Çift duyarlık kullan seçeneği her zaman devre dışıdır. Bu seçenekler kullanıcıyı bilgilendirmek için gösterilir. Performans nedenleriyle bunlar sabittir. Mevcut versiyon, OPLS veya CHARMM kuvvet alanlarında hazırlanan ligandlarla simülasyon gerçekleştirmemektedir. Bu sınırlama tamamen teknik ve geçicidir.

Yapısal olarak, VD'nin iki uygulaması vardır: kullanıcının gördüğü uygulama olan bir web ön ucu ve MD'yi kurma ve çalıştırma işini yapacak uygulama olan bir sunucu arka ucu. Web ön ucu, kullanıcıların seçimler, geçişler ve dosya seçiciler aracılığıyla ne yapmak istediklerini toplamak için formlar içeren basit bir arayüzdür; Web ön ucunun akış şeması, protokolde adım adım açıklandığı gibi şimdilik atlanacaktır.

Sunucu arka ucu iki hizmetten oluşur: MD'leri yönetmek ve ayarlamak için bir uygulama ve MD'leri aynı anda yönetmek ve çalıştırmak için başka bir uygulama. Ek Şekil 1 , bir MD ayarlamak için alınan akışı gösterir ve Ek Şekil 2 , yürütme kuyruğu uygulamasının akışını gösterir.

Visual Dynamics'in yanı sıra MD'yi çalıştırmak için her biri kendi artıları ve eksileri olan başka otomatik/web araçları da vardır. ASGARD³⁵, Gmx_qk³⁶ ve CHAPERONg³⁷ , GROMACS^14'ün kullanımını kolaylaştırmaya yardımcı olan mükemmel araçlardır, ancak yine de kullanıcının kabuk hakkında minimum derecede bilgi sahibi olmasını gerektiren CLI uygulamalarıdır. BioBB-Wfs³⁸ , VD^39'a en çok benzeyen uygulamadır, aynı zamanda popüler MD araçları etrafında sarmalayıcılardan oluşan bir kütüphane olan BioBB^44'ü kullandığı için VD'nin sunmadığı birçok şeyi sunar. Ekranlar, yeni başlayan biri için biraz fazla karmaşık olabilir. İşlem, VD'ye kıyasla oldukça karmaşıktır. Birçok adımdan sonra, HPC'lerde yürütülmek üzere Ortak İş Akışı Dili (CWL) adı verilen bir tür evrensel bileşen oluşturulur. Ancak, kullanıcının doğal olarak ücretsiz olmayan bu sunuculara erişimi olması gerekir.

VD'nin mevcut genel örneğinde işlemciyi kullanmak için Gromacs kuruludur, ancak makinenin Grafik İşleme Birimini (GPU) kullanma talimatlarıyla birlikte kurulabilir, bu da simülasyon performansını büyük ölçüde artırır⁴⁵. Ayrıca, VD'de oluşturulan komut dosyası GPU şeffaftır, yani komutlarda herhangi bir değişiklik yapmaya gerek kalmadan kurulu bir GPU'ya sahip bir makinede yürütülebilir.

Bu noktada, VD, MD'yi yeni birine tanıtmak için harika bir araçtır, ancak en iyi MD ve Gromacs'a aşina olanlar tarafından kullanılabilir. Profesörün bir alıştırmayı yürütmek için kurulum veya parametre yapılandırma sorunları olmadan hızlı bir yaklaşıma ihtiyaç duyduğu simülasyon sınıflarında kullanılabilir. Ek olarak, VD bir simülasyonu doğrulamak için kullanılabilir; 5 ns için çalışıyorsa, genel olarak oluşturulan dosyaları kullanarak simülasyonu genişletmeye yatırım yapmak haklı VD.In, grup h-bağları ve Moleküler Mekanik Poisson-Boltzmann Yüzey Alanı (MMPBSA) bağlama enerjisi gibi daha otomatik analizleri dahil etmek için çalışıyor ve aynı zamanda sürekli olarak kullanılabilirliği geliştirmeye çalışıyor.

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
ACPYPE Sunucusu	Bio2Byte		https://www.bio2byte.be/acpype/
GRACE yazılımında	Weizmann Bilim Enstitüsü'nde		yazılımında mevcuttur
GROMACS Ekibi		Kurulum talimatları şu adreste https://manual.gromacs.org/current/install-guide/index.html
inhibitörü D5 RCSB ile komplekslenmiş Plasmodium vivax'tan FK506 bağlayıcı protein	yapısı RCSB Protein Veri Bankası		https://www.rcsb.org/structure/4mgv adresinde mevcuttur. Zaten makromoleküle kompleks olmuş ligandı içerir.