分子動(dòng)力學(xué) (MD) 模擬已成為不斷發(fā)展的分子生物學(xué)和藥物開(kāi)發(fā)領(lǐng)域的強(qiáng)大工具。雖然存在許多 MD 模擬技術(shù)，但在研究蛋白質(zhì)的折疊(或“構(gòu)象”)或蛋白質(zhì)與配體之間的相互作用時(shí)，并行級(jí)聯(lián)選擇 MD (PaCS-MD) 是一種特別有用的技術(shù)。
該方法的關(guān)鍵在于并行運(yùn)行多個(gè) MD 模擬，從而同時(shí)探索不同的可能構(gòu)象。使用精心設(shè)計(jì)的選擇標(biāo)準(zhǔn)，可以在“時(shí)間快照”中自動(dòng)檢測(cè)有希望的構(gòu)象并進(jìn)行進(jìn)一步研究。這種策略極大地加速了關(guān)鍵分子相互作用和動(dòng)態(tài)過(guò)程的發(fā)現(xiàn)，幫助科學(xué)家了解蛋白質(zhì)功能運(yùn)動(dòng)。
然而，PaCS-MD 的障礙之一是用戶必須編寫(xiě)自定義腳本來(lái)執(zhí)行所需的 MD 模擬。在這些腳本中，他們必須指定初始條件和目標(biāo)特征，選擇要使用的MD軟件，實(shí)施快照排名程序，并為下一個(gè)模擬周期準(zhǔn)備初始結(jié)構(gòu)。這個(gè)過(guò)程可能非常復(fù)雜且容易出錯(cuò)，為有興趣使用 PaCS-MD 的科學(xué)家設(shè)置了相當(dāng)大的進(jìn)入障礙。
幸運(yùn)的是，日本東京工業(yè)大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院的一組研究人員最近著手解決這個(gè)問(wèn)題。在由 Akio Kitao 教授領(lǐng)導(dǎo)的《物理化學(xué)雜志 B》上發(fā)表的最新研究中，該團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一個(gè)名為 PaCS-Toolkit 的軟件包，以使 PaCS-MD 更易于使用。
PaCS-Toolkit 的一個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)是整個(gè)模擬過(guò)程是通過(guò)單個(gè)配置文件設(shè)置的。在此文件中，用戶指定模擬的重要參數(shù)，包括 PaCS-MD 的類(lèi)型、并行運(yùn)行的 MD 模擬的數(shù)量以及要跟蹤的蛋白質(zhì)殘基或原子，作為并行分支的選擇標(biāo)準(zhǔn)。
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