Десмонд (программное обеспечение) - Desmond (software)

Десмонд
Разработчики)D. E. Shaw Research
Операционная системаLinux
Платформаx86, x86-64, компьютерные кластеры
Доступно ванглийский
ТипВычислительная химия
ЛицензияПроприетарный бесплатное ПО, коммерческое программное обеспечение
Интернет сайтwww.deshawresearch.com/Ресурсы_Десмонд.html, Шредингер.com/Десмонд

Десмонд это программный комплекс, разработанный в D. E. Shaw Research выполнять скоростной молекулярная динамика моделирование биологических систем на обычных компьютерные кластеры.[1][2][3][4] В коде используются новые параллельные алгоритмы.[5] и численные методы[6] для достижения высокой производительности на платформах, содержащих несколько процессоров,[7] но также может выполняться на одном компьютере.

Ядро и исходный код доступны бесплатно для некоммерческого использования университетами и другими некоммерческими исследовательскими учреждениями, а также использовались в Складной @ дома проект распределенных вычислений. Десмонд доступен как коммерческое программное обеспечение через Schrödinger, Inc.

Программа молекулярной динамики

Десмонд поддерживает алгоритмы, обычно используемые для выполнения быстрой и точной молекулярной динамики. Электростатическая энергия и силы дальнего действия могут быть рассчитаны с помощью сетка частиц Ewald -основанные методы.[8][9] Ограничения могут быть применены с помощью M-SHAKE алгоритм. Эти методы можно использовать вместе со схемами интеграции с разделением шкалы времени (на основе RESPA).

Десмонд умеет вычислять энергии и силы[10] для многих стандартных фиксированных силовые поля используется в биомолекулярном моделировании, а также совместим с поляризуемыми силовыми полями на основе Друде формализм. В коде реализованы различные интеграторы и поддержка различных ансамблей, включая методы контроля температуры (Andersen, Нозе-Гувер, и Ланжевен ) и контроль давления (Берендсен, Мартина-Тобиас-Кляйн и Ланжевен). Код также поддерживает методы ограничения атомных позиций и молекулярных конфигураций; позволяет проводить моделирование с использованием различных конфигураций периодических ячеек; и имеет средства для точного определения контрольных точек и перезапуска.

Дезмонд также может использоваться для выполнения расчетов абсолютной и относительной свободной энергии (например, возмущение свободной энергии ). Другие методы моделирования (например, обмен репликами ) поддерживаются через подключаемую инфраструктуру, которая также позволяет пользователям разрабатывать собственные алгоритмы и модели моделирования.

Десмонд также доступен в графический процессор (GPU) ускоренная версия, которая примерно в 60-80 раз быстрее, чем центральное процессорное устройство (CPU) версия.

Связанные программные инструменты

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

Параметры силовых полей могут быть назначены с помощью инструмента назначения параметров на основе шаблона под названием Viparr. В настоящее время он поддерживает несколько версий Очарование, Янтарь и OPLS силовые поля и ряд различных водные модели.

Desmond интегрирован со средой молекулярного моделирования (Maestro, разработанная Schrödinger, Inc. ) для настройки моделирования биологических и химических систем и совместим с Визуальная молекулярная динамика (VMD) для просмотра и анализа траектории.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Бауэрс, Кевин Дж .; Чоу, Эдмонд; Сюй, Хуафэн; Дрор, Рон О .; Иствуд, Майкл П .; Gregersen, Brent A .; Klepeis, John L .; Колосвари, Иштван; Мораес, Марк А .; Sacerdoti, Federico D .; Лосось, Джон К .; Шань, Ибинь; Шоу, Дэвид Э. (2006). «Масштабируемые алгоритмы для моделирования молекулярной динамики на товарных кластерах» (PDF). Конференция ACM / IEEE SC 2006 (SC'06). п. 43. Дои:10.1109 / SC.2006.54. ISBN  978-0-7695-2700-0.
  2. ^ Jensen, M.O .; Borhani, D.W .; Lindorff-Larsen, K .; Maragakis, P .; Jogini, V .; Eastwood, M. P .; Dror, R.O .; Шоу, Д. Э. (2010). «Принципы проведения и гидрофобного стробирования в K + каналах». Труды Национальной академии наук. 107 (13): 5833–5838. Bibcode:2010PNAS..107.5833J. Дои:10.1073 / pnas.0911691107. ЧВК  2851896. PMID  20231479.
  3. ^ Dror, R.O .; Arlow, D. H .; Borhani, D. W .; Jensen, M.O .; Piana, S .; Шоу, Д. Э. (2009). «Идентификация двух различных неактивных конформаций 2-адренорецептора согласовывает структурные и биохимические наблюдения». Труды Национальной академии наук. 106 (12): 4689–4694. Bibcode:2009PNAS..106.4689D. Дои:10.1073 / pnas.0811065106. ЧВК  2650503. PMID  19258456.
  4. ^ Shan, Y .; Силигер, М. А .; Eastwood, M. P .; Франк, Ф .; Xu, H .; Jensen, M.O .; Dror, R.O .; Kuriyan, J .; Шоу, Д. Э. (2009). «Консервативный зависимый от протонирования переключатель контролирует связывание лекарственного средства в киназе Abl». Труды Национальной академии наук. 106 (1): 139–144. Bibcode:2009ПНАС..106..139С. Дои:10.1073 / pnas.0811223106. ЧВК  2610013. PMID  19109437.
  5. ^ Бауэрс, Кевин Дж .; Дрор, Рон О .; Шоу, Дэвид Э. (2006). «Метод средней точки для распараллеливания моделирования частиц». Журнал химической физики. 124 (18): 184109. Bibcode:2006ЖЧФ.124р4109Б. Дои:10.1063/1.2191489. PMID  16709099.
  6. ^ Lippert, Ross A .; Бауэрс, Кевин Дж .; Дрор, Рон О .; Иствуд, Майкл П .; Gregersen, Brent A .; Klepeis, John L .; Колосвари, Иштван; Шоу, Дэвид Э. (2007). «Распространенный источник ошибок в интеграторах молекулярной динамики, которого можно избежать». Журнал химической физики. 126 (4): 046101. Bibcode:2007ЖЧФ.126д6101Л. Дои:10.1063/1.2431176. PMID  17286520. S2CID  38661350.
  7. ^ Эдмонд Чоу; Чарльз А. Рендлман; Кевин Дж. Бауэрс; Рон О. Дрор; Дуглас Х. Хьюз; Джастин Гуллингсрад; Федерико Д. Сачердоти; Дэвид Э. Шоу (июль 2008 г.). «Производительность Десмонда на кластере многоядерных процессоров». Технический отчет D. E. Shaw Research DESRES / TR - 2008-01. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  8. ^ Bowers, K.J .; Lippert, R.A .; Dror, R.O .; Шоу, Д. (2010). «Улучшенный доступ Twiddle для быстрых преобразований Фурье». Транзакции IEEE при обработке сигналов. 58 (3): 1122–1130. Bibcode:2010ITSP ... 58.1122B. Дои:10.1109 / TSP.2009.2035984.
  9. ^ Шань, Ибинь; Klepeis, John L .; Иствуд, Майкл П .; Дрор, Рон О .; Шоу, Дэвид Э. (2005). «Гауссово расщепление Эвальда: метод быстрой сетки Эвальда для молекулярного моделирования». Журнал химической физики. 122 (5): 054101. Bibcode:2005ЖЧФ.122э4101С. Дои:10.1063/1.1839571. PMID  15740304. S2CID  35865319.
  10. ^ Линдорф-Ларсен, Крестен; Пиана, Стефано; Пальмо, Ким; Марагакис, Пол; Klepeis, John L .; Дрор, Рон О .; Шоу, Дэвид Э. (2010). «Улучшенные торсионные потенциалы боковой цепи для силового поля белка Amber ff99SB». Белки: структура, функции и биоинформатика. 78 (8): 1950–8. Дои:10.1002 / prot.22711. ЧВК  2970904. PMID  20408171.

внешняя ссылка