CHARMM

ЦХАРММ
Програмер(и)	Мартин Карплус, Аццелрyс
Прва верзија	1983
Најновија; верзија	ц35б3; Ауг 2009
Писано у	Фортран77/95
ОС	Јуникс, Линукс
Тип	Молекулска динамика
Лиценца	Пројекат развоја ЦХАРММа
Веб-сајт	цхармм.орг

CHARMM поља сила

CHARMM поља сила за протеине укључују: уједињени-атом (понекад зван "продужени атом") CHARMM19^[1], све-атомска верзија CHARMM22^[2], и његова варијанта са поправљеним дихедралним потенцијалом CHARMM22/CMAP.^[3] У CHARMM22 протеинском пољу сила, атомски парцијални набоји су изведени ис квантних хемијских прорачуна интеракција између моделованих једињења и воде. Осим тога, CHARMM22 је параметризиран за TIP3P експлицитни модел воде. I поред тога, он је фреквентно коришћен са имплицитним растварачима. 2006. године, специјална верзија ЦХАРММ22/ЦМАП је репараметризирана за конзистентну употребу са имплицитним растварачем, GBSW.^[4]

За ДНК, РНК, и липиде, CHARM27^[5] је коришћен. Нека поља сила се могу комбиновати, на пример CHARMM22 и CHARMM27 за симулацију протеин-ДНК везивања. Додатно, параметри за NAD+, шећере, флуорисана једињења, итд. могу се преузети. Бројеви верзија поља сила се односе на CHARMM верзију у којој су се прво појавили, али могу бити коришћени са каснијим верзијама ЦХАРММ извршног програма. Исто тако, та поља сила се могу користити у оквиру других молекулско динамичких програма.

2009. године, генерално поље сила за молекуле попут лекова (CGenFF) је уведено. Оно покрива широки опсег хемијских група присутних у биомолекулима и молекулима попут лекова, укључујући велики број хетеро-цикличних основа.^[6] Генерално поље сила је дизајнирано да покрива било коју комбинацију хемијских група. То неизбежно долази са ценом смањене тачности репрезентације било које специфичне под-класе молекула. Корисници се узастопно упозоравају на МацКарелловом вебсајту да не користе CGenFF параметре за молекуле за које специјализована поља сила већ постоје (то су као што је напоменуто протеини, нуклеинске киселине, итд).

ЦХАРММ исто тако садржи поларизабилна поља сила која су формирана користећи два приступа. Један је базиран на моделу флуктуирајућег напона (FQ), који је исто познат као еквилибрација напона (CHEQ).^[7]^[8] Други је базиран на Друдеовом моделу осцилатора дисперзије^[9]^[10]

Параметри за сва ова поља сила су слободно доступни.^[11]

ЦХАРММ молекуларно динамички програм

CHARMM програм омогућава извођење и анализу широког круга молекуларних симулација. Најосновнија врсте симулација су минимизација дате структуре, и рачунање трајекторије молекуларне динамике. Савршеније врсте су пертурбација слободне енергије (енгл. FEP), процена квази-хармоничне ентропије, корелациона анализа, и комбиновани квантни и молекулско механички (QM/MM) методи.

CHARMM је један од најстаријих програма молекуларне динамике. Он је акумулисао огроман број особина, неке од њих су дуплициране под неколико наредби са малим варијацијама. То је неизбежан резултат великог броја погледа и група које раде на CHARMMu широм света. Имена и афилиације главних контрибутора се могу наћи у дневнику промена као и у CHARMM изворном коду. Учешће и координација групе Чарлса L. Брукса III са Мичигенског универзитета је видна.

ЦХАРММ и Волонтерско Рачунарство

Доцкинг@Хоме, које одржава Делаверски универзитет, један је од пројеката који користе платформу отвореног кода за дистрибуирано рачунарство, БОИНЦ, и ЦХАРММ да анализирају детаље протеин-лиганд интеракција.
Мрежа светке заједнице (енгл. World Community Grid), коју спонзира ИБМ, води пројекат под именом пројекат чисте енергије који исто тако користи ЦХАРММ.

Види још

Литература

^ Реихер, III WХ (1985). „Тхеоретицал студиес оф хyдроген бондинг”. ПхД Тхесис ат Харвард Университy.
^ МацКерелл, Јр. АД; et al. (1998). „Алл-атом емпирицал потентиал фор молецулар моделинг анд дyнамицс студиес оф протеинс”. Ј Пхyс Цхем Б. 102: 3586—3616. дои:10.1021/јп973084ф.
^ МацКерелл, Јр. АД; Феиг M; Броокс, III CL (2004). „Еxтендинг тхе треатмент оф бацкбоне енергетицс ин протеин форце фиелдс: лимитатионс оф гас-пхасе qуантум мецханицс ин репродуцинг протеин цонформатионал дистрибутионс ин молецулар дyнамицс симулатионс”. Ј Цомпут Цхем. 25: 1400—1415. дои:10.1002/јцц.20065.
^ Броокс CL, Цхен Ј, Им W (2006). „Баланцинг солватион анд интрамолецулар интерацтионс: тоwард а цонсистент генерализед борн форце фиелд (ЦМАП опт. фор ГБСW)”. Ј Ам Цхем Соц. 128: 3728—3736. дои:10.1021/ја057216р.
^ МацКерелл, Јр. АД; Банавали Н; Фолоппе Н (2001). „Девелопмент анд цуррент статус оф тхе ЦХАРММ форце фиелд фор нуцлеиц ацидс”. Биополyмерс. 56: 257—265. дои:10.1002/1097-0282(2000)56:4<257::АИД-БИП10029>3.0.ЦО;2-W.
^ К. Ваноммеслаегхе; Е. Хатцхер; et al. (2009). „ЦХАРММ генерал форце фиелд: А форце фиелд фор друг-лике молецулес цомпатибле wитх тхе ЦХАРММ алл-атом аддитиве биологицал форце фиелдс”. Ј Цомпут Цхем. дои:10.1002/јцц.21367.
^ Пател, С.; МацКерелл, Јр. АД; Броокс III, Цхарлес L (2004). „ЦХАРММ флуцтуатинг цхарге форце фиелд фор протеинс: I параметеризатион анд апплицатион то булк органиц лиqуид симулатионс”. Ј Цомпут Цхем. 25: 1—15. дои:10.1002/јцц.10355.
^ Пател, С.; МацКерелл, Јр. АД; Броокс III, Цхарлес L (2004). „ЦХАРММ флуцтуатинг цхарге форце фиелд фор протеинс: II протеин/солвент пропертиес фром молецулар дyнамицс симулатионс усинг а нонаддитиве елецтростатиц модел”. Ј Цомпут Цхем. 25: 1504—1514. дои:10.1002/јцц.20077.
^ Ламоуреуx Г, Роуx Б. (2003). Моделинг индуцед поларизатион wитх цлассицал Друде осциллаторс: Тхеорy анд молецулар дyнамицс симулатион алгоритхм. Ј Цхем Пхyс 119(6):3025-3039.
^ Ламоуреуx Г, Хардер Е, Воробyов IV, Роуx Б, МацКерелл АД. (2006). А поларизабле модел оф wатер фор молецулар дyнамицс симулатионс оф биомолецулес. Цхем Пхyс Летт 418:245-9.
^ „МацКереловог вебсајта”.

Спољашње везе

Accelrys вебсајт
CHARMM вебсајт са документацијом и корисним форумом за дискусију Архивирано на сајту Wayback Machine (4. октобар 2006)
CHARMM упутства за рад Архивирано на сајту Wayback Machine (5. октобар 2010)
МацКерелл вебсајт укључујући пакет параметара поља сила за CHARMM
CHARMM страна у Харварду
Roux вебсајт Архивирано на сајту Wayback Machine (16. октобар 2014)
Бернард Р. Броокс група
VMD - визуелизација CHARMM трајекторија
Сириус - визуелизација CHARMM трајекторија
Docking@Home
CHARMM-GUI пројекат

[Reiher1985-1] Реихер, III WХ (1985). „Тхеоретицал студиес оф хyдроген бондинг”. ПхД Тхесис ат Харвард Университy.

[MacKerell1998-2] МацКерелл, Јр. АД; et al. (1998). „Алл-атом емпирицал потентиал фор молецулар моделинг анд дyнамицс студиес оф протеинс”. Ј Пхyс Цхем Б. 102: 3586—3616. дои:10.1021/јп973084ф.

[MacKerell2004a-3] МацКерелл, Јр. АД; Феиг M; Броокс, III CL (2004). „Еxтендинг тхе треатмент оф бацкбоне енергетицс ин протеин форце фиелдс: лимитатионс оф гас-пхасе qуантум мецханицс ин репродуцинг протеин цонформатионал дистрибутионс ин молецулар дyнамицс симулатионс”. Ј Цомпут Цхем. 25: 1400—1415. дои:10.1002/јцц.20065.

[Brooks2006-4] Броокс CL, Цхен Ј, Им W (2006). „Баланцинг солватион анд интрамолецулар интерацтионс: тоwард а цонсистент генерализед борн форце фиелд (ЦМАП опт. фор ГБСW)”. Ј Ам Цхем Соц. 128: 3728—3736. дои:10.1021/ја057216р.

[MacKerell2001-5] МацКерелл, Јр. АД; Банавали Н; Фолоппе Н (2001). „Девелопмент анд цуррент статус оф тхе ЦХАРММ форце фиелд фор нуцлеиц ацидс”. Биополyмерс. 56: 257—265. дои:10.1002/1097-0282(2000)56:4<257::АИД-БИП10029>3.0.ЦО;2-W.

[Vanommeslaeghe-6] К. Ваноммеслаегхе; Е. Хатцхер; et al. (2009). „ЦХАРММ генерал форце фиелд: А форце фиелд фор друг-лике молецулес цомпатибле wитх тхе ЦХАРММ алл-атом аддитиве биологицал форце фиелдс”. Ј Цомпут Цхем. дои:10.1002/јцц.21367.

[Patel2004a-7] Пател, С.; МацКерелл, Јр. АД; Броокс III, Цхарлес L (2004). „ЦХАРММ флуцтуатинг цхарге форце фиелд фор протеинс: I параметеризатион анд апплицатион то булк органиц лиqуид симулатионс”. Ј Цомпут Цхем. 25: 1—15. дои:10.1002/јцц.10355.

[Patel2004b-8] Пател, С.; МацКерелл, Јр. АД; Броокс III, Цхарлес L (2004). „ЦХАРММ флуцтуатинг цхарге форце фиелд фор протеинс: II протеин/солвент пропертиес фром молецулар дyнамицс симулатионс усинг а нонаддитиве елецтростатиц модел”. Ј Цомпут Цхем. 25: 1504—1514. дои:10.1002/јцц.20077.

[Lamoureux-9] Ламоуреуx Г, Роуx Б. (2003). Моделинг индуцед поларизатион wитх цлассицал Друде осциллаторс: Тхеорy анд молецулар дyнамицс симулатион алгоритхм. Ј Цхем Пхyс 119(6):3025-3039.

[Lamoureux3-10] Ламоуреуx Г, Хардер Е, Воробyов IV, Роуx Б, МацКерелл АД. (2006). А поларизабле модел оф wатер фор молецулар дyнамицс симулатионс оф биомолецулес. Цхем Пхyс Летт 418:245-9.

[11] „МацКереловог вебсајта”.

[1]