CHARMM
CHARMM [1] (Chemistry at Harvard Macromolecular Mechanics) este numele câmpului de forță pentru dinamica moleculară și, în același timp, numele pachetului software capabil să le simuleze. Proiectul de dezvoltare CHARMM (versiunea completă a programului este întotdeauna scrisă cu majuscule) este alcătuit dintr-un grup de cercetători și organisme care colaborează cu Martin Karplus , creatorul programului, pentru a dezvolta și actualiza constant software-ul. Licențele pentru acest software sunt disponibile, contra cost, pentru persoanele și grupurile care lucrează în lumea academică, în timp ce există o versiune gratuită (numită charmm, cu litere mici) care nu are unele caracteristici importante. Este unul dintre cele mai vechi programe de bioinformatică încă active.
Istoria programului
La sfârșitul anilor 1960, a existat un interes considerabil în dezvoltarea funcțiilor energetice potențiale pentru molecule mici. CHARMM își are originea în grupul lui Martin Karplus de la Harvard: Karplus și apoi absolventul său Bruce Gelin au decis că este timpul să dezvolte un program care să le permită să ia o secvență de aminoacizi și un set de coordonate (de exemplu, din cristalografie cu raze X ) și utilizați aceste informații pentru a calcula energia sistemului în funcție de pozițiile atomice.
Debutul public al programului a avut loc în anii 1980, puternic revizuit de lansările interne de la Harvard. Actualizările programului sunt lansate la fiecare șase luni (în lunile februarie și august) și sunt lansate două versiuni, cea stabilă (care conține litera „b” în nume, cum ar fi c41b2) și cea în versiunea beta ( care conține litera „a”, cum ar fi c41a1) care va deveni stabilă în următoarea versiune. În acest fel, CHARMM a continuat să crească prin implementarea de noi funcții, iar cea mai recentă versiune disponibilă, din februarie 2020, este CHARMM c44b2.
Pe lângă faptul că este utilizabil de la sine, software-ul este compatibil cu multe alte programe, cum ar fi Gromacs sau Amber.
Începând din septembrie 2017 aplicația (dar nu și sursele sale) este disponibilă gratuit utilizatorilor grupurilor de cercetare non-profit, cu numele charmm (toate minuscule).
Hardware și sisteme acceptate
În prezent, CHARMM acceptă numai sistemele Linux și IBM Aix , în timp ce aplicațiile pentru OSx sunt în curs de dezvoltare. CHARMM, pe de altă parte, este capabil să profite din plin de sistemele multicore și multiprocesor, crescând din punct de vedere al performanței și, prin urmare, este un candidat excelent pentru sistemele cluster sau HPC care acceptă Linux. Prin limbajul OpenMM, acesta poate profita și de accelerarea GPU .
Câmp de forță
CHARMM-urile de câmp de forță pentru proteine includ: atom-unit (de la versiunea 19), atomo-total (de la versiunea 22). În plus, în versiunea CHARMM22, sarcinile parțiale atomice au fost obținute din calcule chimice cuantice ale interacțiunilor dintre model și apă. În ceea ce privește ADN, ARN și lipide, suportul a venit cu versiunea CHARMM27, împreună cu parametrii de calcul pentru zaharuri, NAD + și alți compuși. Toate aceste simulări de câmp de forță sunt compatibile cu alte programe de dinamică moleculară care le susțin.
În 2009, a fost introdusă o forță depusă pentru moleculele farmacocinetice (CGenFF), concepută pentru a acoperi o combinație largă de grupări chimice: acest lucru a dus inevitabil la o scădere a preciziei reprezentării moleculelor. Utilizatorii au fost avertizați în mod repetat pe site-ul web Mackerell [2] să nu folosească CGenFF dacă există programe specializate de câmp de forță în alte scopuri (pentru proteine, acizi nucleici etc.).
Proiecte de calcul distribuite
Datorită flexibilității software-ului, CHARMM a fost utilizat în unele proiecte de calcul distribuite voluntare, cum ar fi Docking @ Home , care a simulat interacțiunile proteină-ligand la nivel atomic prin analiza dinamicii moleculare.
„The Clean Energy Project” de la WCG a folosit, de asemenea, pachetul CHARMM pentru a simula noi materiale fotovoltaice.
Notă
linkuri externe
- Site oficial , pe charmm.org .
