ديزموند (برنامج)

📅 آخر تحديث: ٢٧ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٧ يوليو ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

ديزموند عبارة عن حزمة برمجية طُوّرت في شركة دي إي شو للأبحاث لإجراء محاكاة ديناميكية جزيئية عالية السرعة للأنظمة البيولوجية على مجموعات الحواسيب التقليدية . [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] يستخدم البرنامج خوارزميات متوازية مبتكرة [ 5 ] وأساليب عددية [ 6 ] لتحقيق أداء عالٍ على المنصات التي تحتوي على معالجات متعددة، [ 7 ] ولكن يمكن تشغيله أيضًا على جهاز كمبيوتر واحد.

يتوفر البرنامج الأساسي وشفرة المصدر مجانًا للاستخدام غير التجاري من قبل الجامعات وغيرها من مؤسسات البحث غير الربحية، وقد استُخدم في مشروع الحوسبة الموزعة Folding@home . يتوفر برنامج Desmond كبرنامج تجاري من خلال شركة Schrödinger.

برنامج ديناميكيات الجزيئات

يدعم برنامج ديزموند الخوارزميات المستخدمة عادةً لإجراء ديناميكيات جزيئية سريعة ودقيقة. ويمكن حساب طاقة وقوى التجاذب الكهروستاتيكي بعيدة المدى باستخدام طرق إيوالد القائمة على شبكة الجسيمات . [ 8 ] [ 9 ] ويمكن فرض القيود باستخدام خوارزمية M-SHAKE . ويمكن استخدام هذه الطرق مع مخططات التكامل القائمة على تقسيم النطاق الزمني (RESPA).

يستطيع برنامج ديزموند حساب الطاقات والقوى [ 10 ] للعديد من مجالات القوى القياسية ذات الشحنة الثابتة المستخدمة في محاكاة الجزيئات الحيوية، وهو متوافق أيضًا مع مجالات القوى القابلة للاستقطاب القائمة على صيغة درود . وقد تم تضمين مجموعة متنوعة من أدوات التكامل ودعم مختلف المجموعات في البرنامج، بما في ذلك طرق التحكم في درجة الحرارة ( منظم حرارة أندرسن ، ونوزيه-هوفر ، ولانجفين ) والتحكم في الضغط ( بيريندسن ، ومارتينا-توبياس-كلاين ، ولانجفين). كما يدعم البرنامج طرقًا لتقييد مواقع الذرات والتكوينات الجزيئية؛ ويتيح إجراء عمليات المحاكاة باستخدام مجموعة متنوعة من تكوينات الخلايا الدورية؛ ويحتوي على إمكانيات دقيقة لنقاط التفتيش وإعادة التشغيل.

يمكن استخدام برنامج ديزموند أيضًا لإجراء حسابات الطاقة الحرة المطلقة والنسبية (مثل اضطراب الطاقة الحرة ). كما يدعم البرنامج طرق محاكاة أخرى (مثل تبادل النسخ ) من خلال بنية تحتية قائمة على الإضافات، مما يسمح للمستخدمين بتطوير خوارزميات ونماذج المحاكاة الخاصة بهم.

يتوفر ديزموند أيضًا في إصدار مُسرّع بوحدة معالجة الرسومات (GPU) وهو أسرع بحوالي 60-80 مرة من إصدار وحدة المعالجة المركزية (CPU).

إلى جانب برنامج الديناميكا الجزيئية، يتضمن برنامج Desmond أيضًا أدوات لتقليل الطاقة وتحليلها، وكلاهما يمكن تشغيله بكفاءة في بيئة متوازية.

يمكن تعيين معلمات حقول القوى باستخدام أداة تعيين المعلمات القائمة على القوالب والتي تسمى Viparr . [ 11 ] وهي تدعم حاليًا العديد من إصدارات حقول القوى CHARMM و Amber و OPLS ، ومجموعة من نماذج المياه المختلفة .

تم دمج برنامج Desmond مع بيئة نمذجة جزيئية ( Maestro ، التي طورتها شركة Schrödinger ) لإعداد عمليات محاكاة للأنظمة البيولوجية والكيميائية، وهو متوافق مع برنامج Visual Molecular Dynamics (VMD) لعرض المسار وتحليله.

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ باورز، كيفن جيه؛ تشاو، إدموند؛ شو، هوافينغ؛ درور، رون أو؛ إيستوود، مايكل بي؛ غريغرسن، برنت إيه؛ كليبيس، جون إل؛ كولوسفاري، إستفان؛ مورايس، مارك إيه؛ ساسيردوتي، فيديريكو دي؛ سالمون، جون كيه؛ شان، ييبينغ؛ شو، ديفيد إي. (2006). "خوارزميات قابلة للتطوير لمحاكاة الديناميكا الجزيئية على مجموعات الحواسيب التجارية" (ملف PDF) . مؤتمر ACM/IEEE SC 2006 (SC'06) . ص  43. doi : 10.1109/SC.2006.54 . ISBN 978-0-7695-2700-0أُرشف من النسخة الأصلية (PDF) بتاريخ 28-08-2008 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 16-01-2009 .
  2. ↑ جينسن، م.و.؛ برهاني، د.و.؛ ليندورف-لارسن، ك.؛ ماراغاكيس، ب.؛ جوجيني، ف.؛ إيستوود، م.ب.؛ درور، ر.و.؛ شو، د.إ. (2010). "مبادئ التوصيل والبوابات الكارهة للماء في قنوات البوتاسيوم" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم . 107 (13): 5833-5838 . Bibcode : 2010PNAS..107.5833J . doi : 10.1073/pnas.0911691107 . PMC 2851896. PMID 20231479 .  
  3. ↑ درور، ر.و.؛ أرلو، د.هـ.؛ برهاني، د.و.؛ جنسن، م.و.؛ بيانا، س.؛ شو، د.إ. (2009). "تحديد شكلين غير نشطين متميزين لمستقبلات الأدرينالين 2 يوفق بين الملاحظات البنيوية والكيميائية الحيوية" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم . 106 (12): 4689-4694 . Bibcode : 2009PNAS..106.4689D . doi : 10.1073 / pnas.0811065106 . PMC 2650503. PMID 19258456 .  
  4. ↑ شان، ي.؛ سيليجر، م.أ.؛ إيستوود، م.ب.؛ فرانك، ف.؛ شو، هـ.؛ جنسن، م.أ.؛ درور، ر.أ.؛ كوريان، ج.؛ شو، د.إ. (2009). "مفتاح محفوظ يعتمد على البروتونات يتحكم في ارتباط الدواء في كيناز Abl" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم . 106 (1): 139-144 . Bibcode : 2009PNAS..106..139S . doi : 10.1073/pnas.0811223106 . PMC 2610013. PMID 19109437 .  
  5. ↑ باورز، كيفن جيه؛ درور، رون أو؛ شو، ديفيد إي. (2006). "طريقة نقطة المنتصف لموازاة محاكاة الجسيمات" . مجلة الفيزياء الكيميائية . 124 (18): 184109. Bibcode : 2006JChPh.124r4109B . doi : 10.1063/1.2191489 . PMID 16709099 . 
  6. ↑ ليبرت، روس أ.؛ باورز، كيفن ج.؛ درور، رون أ.؛ إيستوود، مايكل ب.؛ جريجرسن، برنت أ.؛ كليبيس، جون ل.؛ كولوسفاري، إستفان؛ شو، ديفيد إي. (2007). "مصدر شائع للخطأ يمكن تجنبه في مُكاملات الديناميكا الجزيئية" . مجلة الفيزياء الكيميائية . 126 (4): 046101. Bibcode : 2007JChPh.126d6101L . doi : 10.1063/1.2431176 . PMID 17286520. S2CID 38661350 .  
  7. ↑ إدموند تشاو؛ تشارلز أ. ريندلمان؛ كيفن ج. باورز؛ رون أو. درور؛ دوغلاس هـ. هيوز؛ جاستن غولينغسرود؛ فيديريكو د. ساسيردوتي؛ ديفيد إي. شو (يوليو 2008). "أداء ديزموند على مجموعة من المعالجات متعددة النوى" . تقرير فني بحثي من إعداد دي إي شو، DESRES/TR--2008-01.{{cite journal}}يتطلب الاستشهاد بالمجلة ( مساعدة )|journal=
  8. ↑ Bowers, KJ; Lippert, RA; Dror, RO; Shaw, DE (2010). "تحسين الوصول إلى Twiddle لتحويلات فورييه السريعة". معاملات IEEE في معالجة الإشارات . 58 (3): 1122–1130 . Bibcode : 2010ITSP...58.1122B . doi : 10.1109/TSP.2009.2035984 . S2CID 17240443 . 
  9. ↑ شان، ييبينغ؛ كليبيس، جون ل.؛ إيستوود، مايكل ب.؛ درور، رون أو.؛ ​​شو، ديفيد إي. (2005). "طريقة إيوالد المنقسمة الغاوسية: طريقة شبكية سريعة لمحاكاة الجزيئات باستخدام طريقة إيوالد الشبكية". مجلة الفيزياء الكيميائية . 122 (5): 054101. رمز Bibcode : 2005JChPh.122e4101S . doi : 10.1063/1.1839571 . PMID 15740304. S2CID 35865319 .  
  10. ↑ ليندورف-لارسن، كريستن؛ بيانا، ستيفانو؛ بالمو، كيم؛ ماراغاكيس، بول؛ كليبيس، جون ل.؛ درور، رون أو.؛ ​​شو، ديفيد إي. (2010). "تحسين إمكانات الالتواء للسلاسل الجانبية لحقل قوة بروتين Amber ff99SB" . البروتينات : التركيب، الوظيفة، والمعلوماتية الحيوية . 78 (8): 1950-1958 . doi : 10.1002/prot.22711 . PMC 2970904. PMID 20408171 .  
  11. ↑ "DEShawResearch/Viparr" . GitHub .