Десмонд (программное обеспечение)
Программное обеспечение для вычислительной химии
Десмонд
Разработчик(и)Исследования DE Shaw
Операционная системалинукс
Платформаx86 , x86-64 , компьютерные кластеры
Доступно вАнглийский
ТипВычислительная химия
ЛицензияБесплатное фирменное программное обеспечение , коммерческое программное обеспечение
Веб-сайтwww.deshawresearch.com/resources_desmond.html , schrodinger.com/desmond

Desmond — это программный пакет, разработанный в DE Shaw Research для выполнения высокоскоростного моделирования молекулярной динамики биологических систем на обычных компьютерных кластерах . [1] [2] [3] [4] Код использует новые параллельные алгоритмы [5] и численные методы [6] для достижения высокой производительности на платформах, содержащих несколько процессоров, [7] но может также выполняться на одном компьютере.

Ядро и исходный код доступны бесплатно для некоммерческого использования университетами и другими некоммерческими исследовательскими учреждениями и использовались в проекте распределенных вычислений Folding@home . Desmond доступен как коммерческое программное обеспечение через Schrödinger, Inc.

Программа молекулярной динамики

Desmond поддерживает алгоритмы, обычно используемые для выполнения быстрой и точной молекулярной динамики. Электростатическая энергия и силы на больших расстояниях могут быть рассчитаны с использованием методов на основе сетки частиц Эвальда . [8] [9] Ограничения могут быть реализованы с использованием алгоритма M-SHAKE . Эти методы могут использоваться вместе со схемами интеграции с разделением по временной шкале (RESPA-based).

Desmond может вычислять энергии и силы [10] для многих стандартных силовых полей с фиксированным зарядом, используемых в биомолекулярном моделировании, а также совместим с поляризуемыми силовыми полями на основе формализма Друде . В коде реализованы различные интеграторы и поддержка различных ансамблей, включая методы контроля температуры ( термостат Андерсена , Нозе-Гувер и Ланжевен ) и контроля давления ( Берендсен , Мартина-Тобиас-Клейн и Ланжевен). Код также поддерживает методы ограничения атомных позиций и молекулярных конфигураций; позволяет проводить моделирование с использованием различных периодических конфигураций ячеек; и имеет возможности для точной контрольной точки и перезапуска.

Desmond также может использоваться для выполнения абсолютных и относительных расчетов свободной энергии (например, возмущения свободной энергии ). Другие методы моделирования (например, обмен репликами ) поддерживаются через инфраструктуру на основе подключаемых модулей, которая также позволяет пользователям разрабатывать собственные алгоритмы и модели моделирования.

Desmond также доступен в версии с графическим процессором (GPU), который примерно в 60-80 раз быстрее версии с центральным процессором (CPU).

Наряду с программой молекулярной динамики программное обеспечение Desmond также включает инструменты для минимизации и энергетического анализа, оба из которых могут эффективно работать в параллельной среде.

Параметры силовых полей можно назначать с помощью инструмента назначения параметров на основе шаблонов, называемого Viparr. [11] В настоящее время он поддерживает несколько версий силовых полей CHARMM , Amber и OPLS , а также ряд различных моделей воды .

Desmond интегрирован со средой молекулярного моделирования (Maestro, разработанной Schrödinger, Inc. ) для настройки моделирования биологических и химических систем и совместим с Visual Molecular Dynamics (VMD) для просмотра и анализа траекторий.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Боуэрс, Кевин Дж.; Чоу, Эдмонд; Сюй, Хуафэн; Дрор, Рон О.; Иствуд, Майкл П.; Грегерсен, Брент А.; Клепеис, Джон Л.; Колоссвари, Иштван; Мораес, Марк А.; Сачердоти, Федерико Д.; Салмон, Джон К.; Шань, Ибинг; Шоу, Дэвид Э. (2006). "Масштабируемые алгоритмы для моделирования молекулярной динамики на товарных кластерах" (PDF) . Конференция ACM/IEEE SC 2006 (SC'06) . стр. 43. doi :10.1109/SC.2006.54. ISBN 978-0-7695-2700-0. Архивировано из оригинала (PDF) 2008-08-28 . Получено 2009-01-16 .
  2. ^ Jensen, MO; Borhani, DW; Lindorff-Larsen, K.; Maragakis, P.; Jogini, V.; Eastwood, MP; Dror, RO; Shaw, DE (2010). «Принципы проводимости и гидрофобного гейтинга в каналах K+». Труды Национальной академии наук . 107 (13): 5833–5838. Bibcode : 2010PNAS..107.5833J. doi : 10.1073/pnas.0911691107 . PMC 2851896. PMID  20231479 . 
  3. ^ Dror, RO; Arlow, DH; Borhani, DW; Jensen, MO; Piana, S.; Shaw, DE (2009). «Идентификация двух различных неактивных конформаций 2-адренергического рецептора согласует структурные и биохимические наблюдения». Труды Национальной академии наук . 106 (12): 4689–4694. Bibcode : 2009PNAS..106.4689D. doi : 10.1073/pnas.0811065106 . PMC 2650503. PMID  19258456 . 
  4. ^ Шан, И.; Зеелигер, МА; Иствуд, МП; Франк, Ф.; Сюй, Х.; Дженсен, МО; Дрор, РО; Куриян, Дж.; Шоу, Д. Э. (2009). «Консервативный протонно-зависимый переключатель контролирует связывание лекарств в киназе Abl». Труды Национальной академии наук . 106 (1): 139–144. Bibcode : 2009PNAS..106..139S. doi : 10.1073 /pnas.0811223106 . PMC 2610013. PMID  19109437. 
  5. ^ Боуэрс, Кевин Дж.; Дрор, Рон О.; Шоу, Дэвид Э. (2006). «Метод средней точки для распараллеливания моделирования частиц». Журнал химической физики . 124 (18): 184109. Bibcode : 2006JChPh.124r4109B. doi : 10.1063/1.2191489 . PMID  16709099.
  6. ^ Липперт, Росс А.; Боуэрс, Кевин Дж.; Дрор, Рон О.; Иствуд, Майкл П.; Грегерсен, Брент А.; Клепеис, Джон Л.; Колоссвари, Иштван; Шоу, Дэвид Э. (2007). «Распространенный, устранимый источник ошибок в интеграторах молекулярной динамики». Журнал химической физики . 126 (4): 046101. Bibcode : 2007JChPh.126d6101L. doi : 10.1063/1.2431176 . PMID  17286520. S2CID  38661350.
  7. ^ Эдмонд Чоу; Чарльз А. Рендлман; Кевин Дж. Бауэрс; Рон О. Дрор; Дуглас Х. Хьюз; Джастин Гуллингсруд; Федерико Д. Сачердоти; Дэвид Э. Шоу (июль 2008 г.). «Производительность Desmond на кластере многоядерных процессоров». Технический отчет DE Shaw Research DESRES/TR--2008-01. {{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  8. ^ Боуэрс, К. Дж.; Липперт, Р. А.; Дрор, Р. О.; Шоу, Д. Э. (2010). «Улучшенный доступ Twiddle для быстрых преобразований Фурье». Труды IEEE по обработке сигналов . 58 (3): 1122–1130. Bibcode : 2010ITSP...58.1122B. doi : 10.1109/TSP.2009.2035984. S2CID  17240443.
  9. ^ Шань, Ибинг; Клепейс, Джон Л.; Иствуд, Майкл П.; Дрор, Рон О.; Шоу, Дэвид Э. (2005). "Гауссово расщепление Эвальда: быстрый метод сетки Эвальда для молекулярного моделирования". Журнал химической физики . 122 (5): 054101. Bibcode : 2005JChPh.122e4101S. doi : 10.1063/1.1839571. PMID  15740304. S2CID  35865319.
  10. ^ Линдорфф-Ларсен, Крестен; Пиана, Стефано; Палмо, Ким; Марагакис, Пол; Клепеис, Джон Л.; Дрор, Рон О.; Шоу, Дэвид Э. (2010). «Улучшенные потенциалы кручения боковой цепи для силового поля белка Amber ff99SB». Белки: структура, функция и биоинформатика . 78 (8): 1950–8. doi :10.1002/prot.22711. PMC 2970904. PMID  20408171 . 
  11. ^ "DEShawResearch/Viparr". GitHub .
  • Официальный сайт
  • Группа пользователей Desmond (удалено)
  • Страница продукта Schrödinger Desmond
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Desmond_(software)&oldid=1241460058"