BERNSTEIN

BERNSTEIN (ein Akronym für das Geholfene Mustergebäude mit der Energieverbesserung) ist eine Familie von Kraft-Feldern für die molekulare Dynamik von biomolecules, der ursprünglich von der Gruppe des verstorbenen Peter Kollmans an der Universität Kaliforniens, San Franciscos entwickelt ist. BERNSTEIN ist auch der Name für das molekulare Dynamik-Softwarepaket, das diese Kraft-Felder vortäuscht. Es wird durch eine aktive Kollaboration zwischen David Case an der Rutgers Universität, Tom Cheatham an der Universität Utahs, Tom Darden an NIEHS, Ken Merz an Florida, Carlos Simmerling an der Steinigen Bach-Universität, Ray Luo an UC Irvine, und Junmei Wang an Encysive Arzneimitteln aufrechterhalten.

Kraft-Feld

Der Begriff "BERNSTEIN-Kraft-Feld" bezieht sich allgemein auf die funktionelle von der Familie von BERNSTEIN-Kraft-Feldern verwendete Form. Diese Form schließt mehrere Rahmen ein; jedes Mitglied der Familie von BERNSTEIN-Kraft-Feldern stellt Werte für diese Rahmen zur Verfügung und hat seinen eigenen Namen.

Funktionelle Form

Die funktionelle Form des BERNSTEIN-Kraft-Feldes ist

:

V (r^N) = \sum_\mbox {Obligationen} k_b (l-l_0) ^2 + \sum_\mbox {Winkel} k_a (\theta - \theta_0) ^2 </Mathematik>

</Mathematik>

Bemerken Sie, dass trotz des Begriff-Kraft-Feldes diese Gleichung die potenzielle Energie des Systems definiert; die Kraft ist die Ableitung dieses Potenzials in Bezug auf die Position.

Die Bedeutungen von Begriffen der rechten Seite sind:

  • Der erste Begriff (über Obligationen resümierend): Vertritt die Energie zwischen verpfändeten Atomen von covalently. Diese Harmonische (idealer Frühling) Kraft ist eine gute Annäherung in der Nähe von der Gleichgewicht-Band-Länge, aber wird immer schwächer, weil sich Atome trennen.
  • Der zweite Begriff (über Winkel resümierend): Vertritt die Energie wegen der Geometrie des Elektrons orbitals beteiligt am Covalent-Abbinden.
  • Der dritte Begriff (über Verdrehungen resümierend): Vertritt die Energie, für ein Band wegen der Band-Ordnung (z.B Doppelbindungen) zu drehen und an Obligationen oder einsame Paare von Elektronen zu grenzen. Bemerken Sie, dass ein einzelnes Band mehr als einen dieser Begriffe, solch haben kann, dass die torsional Gesamtenergie als eine Reihe von Fourier ausgedrückt wird.
  • Der vierte Begriff (verdoppeln Summierung und): Vertritt die nichtverpfändete Energie zwischen allen Atom-Paaren, die in van der Waals (der erste Begriff der Summierung) und elektrostatisch (der zweite Begriff der Summierung) Energien zersetzt werden können.

Die Form der Energie von van der Waals wird mit der Gleichgewicht-Entfernung und gut Tiefe berechnet. Der Faktor dessen stellt sicher, dass die Gleichgewicht-Entfernung ist. Die Energie wird manchmal in Bezug auf, wo, wie verwendet, z.B in der Durchführung der Softpotenziale wiederformuliert.

Die Form der elektrostatischen Energie verwendet hier nimmt an, dass die Anklagen wegen der Protone und Elektronen in einem Atom durch eine einzelne Punkt-Anklage vertreten werden können (oder im Fall von Parameter-Sätzen, die einsame Paare, eine kleine Zahl von Punkt-Anklagen anstellen.)

Parameter-Sätze

Um das BERNSTEIN-Kraft-Feld zu verwenden, ist es notwendig, Werte für die Rahmen des Kraft-Feldes (z.B Kraft-Konstanten, Gleichgewicht-Band-Längen und Winkel, Anklagen) zu haben. Eine ziemlich hohe Zahl dieser Parameter-Sätze besteht, und wird im Detail im BERNSTEIN-Softwarebenutzerhandbuch beschrieben. Jeder Parameter-Satz hat einen Namen, und stellt Rahmen für bestimmte Typen von Molekülen zur Verfügung.

  • Peptide, Protein und Nukleinsäure-Rahmen werden durch Parameter-Sätze mit Namen zur Verfügung gestellt, die mit "ff" beginnen und eine zwei Ziffer-Jahr-Zahl, zum Beispiel "ff99" enthalten.
  • LANDUNGSHAKEN (Allgemeines BERNSTEIN-Kraft-Feld) stellt Rahmen für kleine organische Moleküle zur Verfügung, um Simulationen von Rauschgiften und kleinem Molekül ligands in Verbindung mit biomolecules zu erleichtern.
  • Die GLYCAM-Kraft-Felder sind von Rob Woods entwickelt worden, um Kohlenhydrate vorzutäuschen.

Software

Das BERNSTEIN-Softwaregefolge stellt eine Reihe von Programmen zur Verfügung, für den BERNSTEIN forcefields auf Simulationen von biomolecules anzuwenden. Es wird in Fortran 90 und C mit der Unterstützung für die meisten Unix ähnlichen Hauptsysteme und Bearbeiter geschrieben. Entwicklung wird von einer losen Vereinigung von größtenteils akademischen Laboratorien geführt. Neue Versionen werden allgemein im Frühling sogar numerierter Jahre veröffentlicht; BERNSTEIN-10 wurden im April 2008 veröffentlicht. Die Software ist laut eines Seite-Lizenzvertrags verfügbar, der volle Quelle einschließt, die zurzeit an 400 US$ für den nichtkommerziellen und 20,000 US$ für kommerzielle Organisationen bewertet ist.

Programme

  • LEaP wird verwendet, um Eingangsdateien auf die Simulierungsprogramme vorzubereiten
  • Vorzimmer automatisiert den Prozess, kleine organische Moleküle mit dem LANDUNGSHAKEN zu parametrisieren
  • SANDER (Das vorgetäuschte Ausglühen mit NMR-abgeleiteten Energieselbstbeherrschungen) ist das Hauptsimulierungsprogramm und stellt Möglichkeiten für die Energieminimierung und molekulare Dynamik mit einem großen Angebot an Optionen zur Verfügung
  • pmemd ist eine etwas mehr Eigenschaft-beschränkte Wiederdurchführung von Sander durch Bob Duke. Es wurde mit der parallelen Verarbeitung im Sinn entworfen und hat bedeutsam bessere Leistung als Sander, als man auf mehr als 8-16 Verarbeitern gelaufen
ist
  • nmode berechnet normale Weisen
  • ptraj stellt Möglichkeiten für die numerische Analyse von Simulierungsergebnissen zur Verfügung. BERNSTEIN schließt Vergegenwärtigungsfähigkeiten nicht ein; Vergegenwärtigung wird mit VMD allgemein durchgeführt. Eine neue Vergegenwärtigungsalternative ist Sirius.
  • MM-PBSA berücksichtigt implizite lösende Berechnungen auf Schnellschüssen von molekularen Dynamik-Simulationen

Siehe auch

Weiterführende Literatur

Außenverbindungen


Musik-Arbeitsplatz / Pasarel Reservoir
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