生物学仿真模拟
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1.药物设计仿真计算模拟

1)测试环境

用于解决分子对接类型的问题计算模拟环境。可用于结构已知的大分子或者受体的活体部位内的一个小分子,或者配位体,低能量结合模式的鉴定。解决对接问题计算需要一个准确的分子能量的代表性,以及一个搜索潜在的结合模式的有效算法。具有能找到最低能量约束力的模式,包括基于评估的力场,进行动态优化,一个改进的刚体对接的匹配算法和灵活配体对接的算法的这些能力被它的重要特性所提高。相关应用:预测小分子蛋白复合物的结合模式;搜索数据库:关于抑制酶活性的化合物的配位体;搜索数据库:关于结合了一种特殊蛋白质的化合物的配位体;搜索数据库:关于结合了核酸标靶的化合物的配位体;检查可能出现的蛋白质–蛋白质,蛋白质-DNA复合物的结合方向;通过检查计算衍生的小分子可以帮助指导合成结果。

2)测试算例说明

分子对接首先需要建立大量化合物(例如几十至上百万个化合物)的三维结构数据库,然后将库中的分子逐一与靶标分子进行'对接',通过不断优化小分子化合物的位置(取向)以及分子内部柔性键的二面角(构象),寻找小分子化合物和靶标大分子作用的最佳构象,计算其相互作用及结合能。在库中所有分子均完成了对接计算,从中找出与靶标分子结合的最佳分子。

3)仿真结果

2.计算生物信息学—卫星烟草花叶病毒

1)测试环境

计算生物学(Computational Biology)是一门典型的交叉科学,涉及学科包括数学、统计学、化学、物理学、生物学和计算机科学等。计算生物研究内容包括人类复杂疾病、动植物病毒、群体基因组结构、基因的自然选择、生物序列的对接、基因的识别等。

基于分子动力学的计算生物学模拟环境,支持并行计算和GPU加速计算,可研究模拟大型生物分子,如蛋白质、脂类和核酸等有很多复杂键相互作用的分子,能够处理超过20万个核心的模型模拟,具有3D可视化图形的输出,用于模型设置和轨道分析,可做动画演示和分析大型的生物分子系统。

2)测试算例说明

烟草花叶病毒(TMV)是一种RNA病毒,具有棒状结构形状,专门感染植物,尤其是烟草和茄科植物,这种病毒侵蚀叶片,会使得受感染的叶片变得斑驳污损。卫星烟草花叶病毒(STMV)为球状,比TMV病毒小,其直径大约为17nm,最初发现在带有TMV病毒的烟草叶中。卫星烟草花叶病毒是一种卫星病毒,它完全依赖于烟草花叶病毒在植物细胞中的复制感染。下图为TMV病毒和STMV病毒的微观形状、正常叶片和被STMV感染的叶片。


3)测试结果




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