生物學仿真模擬
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1.藥物設計仿真計算模擬

1)測試環境

用于解決分子對接類型的問題計算模擬環境。可用于結構已知的大分子或者受體的活體部位內的一個小分子,或者配位體,低能量結合模式的鑒定。解決對接問題計算需要一個準確的分子能量的代表性,以及一個搜索潛在的結合模式的有效算法。具有能找到最低能量約束力的模式,包括基于評估的力場,進行動態優化,一個改進的剛體對接的匹配算法和靈活配體對接的算法的這些能力被它的重要特性所提高。相關應用:預測小分子蛋白復合物的結合模式;搜索數據庫:關于抑制酶活性的化合物的配位體;搜索數據庫:關于結合了一種特殊蛋白質的化合物的配位體;搜索數據庫:關于結合了核酸標靶的化合物的配位體;檢查可能出現的蛋白質–蛋白質,蛋白質-DNA復合物的結合方向;通過檢查計算衍生的小分子可以幫助指導合成結果。

2)測試算例說明

分子對接首先需要建立大量化合物(例如幾十至上百萬個化合物)的三維結構數據庫,然后將庫中的分子逐一與靶標分子進行'對接',通過不斷優化小分子化合物的位置(取向)以及分子內部柔性鍵的二面角(構象),尋找小分子化合物和靶標大分子作用的最佳構象,計算其相互作用及結合能。在庫中所有分子均完成了對接計算,從中找出與靶標分子結合的最佳分子。

3)仿真結果

2.計算生物信息學—衛星煙草花葉病毒

1)測試環境

計算生物學(Computational Biology)是一門典型的交叉科學,涉及學科包括數學、統計學、化學、物理學、生物學和計算機科學等。計算生物研究內容包括人類復雜疾病、動植物病毒、群體基因組結構、基因的自然選擇、生物序列的對接、基因的識別等。

基于分子動力學的計算生物學模擬環境,支持并行計算和GPU加速計算,可研究模擬大型生物分子,如蛋白質、脂類和核酸等有很多復雜鍵相互作用的分子,能夠處理超過20萬個核心的模型模擬,具有3D可視化圖形的輸出,用于模型設置和軌道分析,可做動畫演示和分析大型的生物分子系統。

2)測試算例說明

煙草花葉病毒(TMV)是一種RNA病毒,具有棒狀結構形狀,專門感染植物,尤其是煙草和茄科植物,這種病毒侵蝕葉片,會使得受感染的葉片變得斑駁污損。衛星煙草花葉病毒(STMV)為球狀,比TMV病毒小,其直徑大約為17nm,最初發現在帶有TMV病毒的煙草葉中。衛星煙草花葉病毒是一種衛星病毒,它完全依賴于煙草花葉病毒在植物細胞中的復制感染。下圖為TMV病毒和STMV病毒的微觀形狀、正常葉片和被STMV感染的葉片。


3)測試結果




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