模拟原子和分子之间的相互作用对许多科学研究是很重要的。然而,精确的模拟可能需要很长时间,这限制了它们的使用。为了在不牺牲太多细节的情况下加快模拟速度,格罗宁根大学的分子动力学教授Siewert-Jan Marrink设计了一组参数,允许快速但准确的粗粒度模拟。在3月29日发表在《自然方法》杂志上的一篇论文中,马林克和他的同事展示了被称为马提尼力场的第三个版本。
“我们的马提尼力场通常将四个重原子和任何附着的质子结合成一个所谓的珠。用户可以模拟珠子之间的相互作用,这就减少了模拟中的粒子数量。”粒子的减少使计算时间减少了三个数量级。“这让你可以模拟更长的过程,以毫秒而不是微秒的时间,杏耀代理开号或者模拟更大或更多的分子。”
准确性之旅——命名马丁马提尼力场,格罗宁根市的守护神,name-giver最大的教堂,但是公司向著名的鸡尾酒——已经使用了超过十年,最初是由Marrink模拟脂质膜。第一篇提到马提尼forcefield的科学论文始于2007年,当时第二篇论文发表了。到目前为止,它已经收集了四千多次引用。
力场是分子动力学模拟程序中使用的一组参数。结果的准确性取决于定义珠子之间相互作用的参数是如何确定的。在新版本中,这些交互已经用比上一个版本更多的参考数据重新校准。马林克解释说:“通过我们自己使用forcefield,以及从用户那里得到的反馈,我们发现了可以改进的地方。”很多反馈是通过他的研究小组在网上维护的活跃用户平台传达给他的。
这篇论文的第一作者保罗·C.T.·索萨博士是马林克团队的博士后研究员,他花了四年时间对参数进行重新校准。对于这份工作,你需要了解力场是如何组成的,但你也需要生物和化学方面的直觉,以及良好的物理学背景。保罗拥有所有这些。”
新版本是一个通用力场,可以用来模拟软物质,杏耀拿代理如脂质膜,蛋白质,聚合物和DNA。“最初的力场是为生物分子开发的,但它也越来越多地用于材料科学。”“基于Martini力场的模拟被用来解释实验结果,预测分子之间的相互作用和突发行为,并作为一个高通量系统来评估,例如,药物的相互作用导致结合位点。”就像它的前身一样,它可以从基于Martini 3的模拟到原子模拟的backmap结果。“这可以让你放大有趣的互动。”
马提尼的第三个版本可以从马提尼网站上免费下载。马林克说:“我们希望这个forcefield面向研究领域的所有人。”把它放在付费墙后面本来是可能的,但这不是我想要的。马提尼是作为一个学术项目开发的,而不是商业项目。”
升级到马提尼3花了大约10年的时间。马林克和他的同事们渴望发掘它的潜力。“我们与forcefield相关的研究的下一步是使用新的马提尼3参数进一步改进生物分子模型,如脂类、蛋白质、糖和核苷酸。”我们的最终目标是在未来五年内能够以分子分辨率模拟整个细胞。”
未来的发展是在力场中包括化学反应。“化学反应会改变分子的性质,但不会合并到现有的力场中。”反应需要量子力学计算,这需要很多时间。我们想要一个更快的,粗粒度的替代方案。马提尼愿望单上的最后一项是要改变酸度。
但现在,马林克很享受马提尼3的推出,
注册杏耀平台的理由 ,并有兴趣看看它将如何影响模特界。“我们预计,它肯定会影响许多领域的基础科学,从生物物理学到药物开发和材料科学。”