BALL(Biochemical Algorithms Library)は、分子モデリングと計算構造バイオインフォマティクスのためのC++クラスフレームワーク、アルゴリズムとデータ構造のセット、このライブラリへのPythonインターフェース、およびBALLへのグラフィカルユーザーインターフェースである分子ビューアBALLViewです。
BALLは商用製品から、 GNU Lesser General Public License(LGPL)の下でライセンスされた無償のオープンソースソフトウェアへと進化しました。BALLViewはGNU General Public License(GPL)の下でライセンスされています。
BALLとBALLViewは、Linux、macOS、Solaris、Windowsの各オペレーティングシステムに移植されています。
BALLプロジェクトチームによって開発された分子ビューアBALLViewは、QtとリアルタイムレイトレーサーRTFactをレンダリングバックエンドとして用いたOpenGLによるBALLのC++アプリケーションです。BALLViewは、どちらの場合も、複数の異なるモードで3次元および立体視による可視化を提供し、グラフィカルユーザーインターフェースを介してBALLライブラリのアルゴリズムを直接適用します。
BALLプロジェクトは、ザールラント大学、マインツ大学、テュービンゲン大学のグループによって開発および維持されています。ライブラリとビューアの両方が教育と研究に使用されています。BALLパッケージはDebianプロジェクトで利用可能です。[ 1 ]
BALLは、構造バイオインフォマティクス向けの開発フレームワークです。BALLをプログラミングツールボックスとして使用することで、アプリケーション開発時間を大幅に短縮できるだけでなく、複雑なアルゴリズムの再実装(多くの場合エラーが発生しやすい)を回避し、多くの開発者によってテスト済みのライブラリへの呼び出しに置き換えることで、安定性と正確性を確保できます。
BALLは、PDB、MOL2、MOL、HIN、XYZ、KCF、SD、ACなどの分子ファイル形式、およびDCD、DSN6、GAMESS、JCAMP、SCWRL、TRRなどの二次データソースをサポートしています。分子は、BALLのペプチドビルダーを使用して作成することも、SMILES式に基づいて作成することもできます。
ケキュライザー、芳香族性、結合次数、水素結合、二次構造プロセッサなどにより、さらなる準備と構造検証が可能になります。フラグメントライブラリは、タンパク質の水素原子や結合など、不足している情報を自動的に推論します。ロタマーライブラリを使用すると、タンパク質の最も可能性の高い側鎖コンフォメーションを決定、割り当て、切り替えることができます。BALLの変換プロセッサは、有効な3D構造の生成をガイドします。その選択メカニズムにより、単純な式(SMILES、SMARTS、要素タイプ)で分子の一部を指定できます。この選択は、プロセッサや力場など、すべてのモデリングクラスで使用できます。
CHARMM、Amber、MMFF94といった一般的な力場の実装は、BALLの最小化法およびシミュレーションクラス(最急降下法、共役勾配法、L-BFGS法、シフトL-VMM法)と組み合わせることができます。
SIPは、BALLライブラリ内の関連するすべてのC++クラスに対応するPythonクラスを自動的に作成し、同じクラスインターフェースを実現するために使用されます。PythonクラスはC++クラスと同じ名前を持つため、BALLを使用するコードをC++からPythonへ、またはその逆へ移植する際に役立ちます。
PythonインターフェースはビューアアプリケーションBALLViewに完全に統合されているため、Pythonスクリプトで計算された結果を直接視覚化できます。また、BALLViewはスクリプトインターフェースから操作でき、繰り返し発生するタスクを自動化することも可能です。
BALLViewは、BALL社が提供するスタンドアロン型の分子モデリングおよび可視化アプリケーションです。また、分子可視化機能を開発するためのフレームワークでもあります。
BALLViewは、原子、結合、表面などの標準的な可視化モデルに加え、静電ポテンシャルなどのグリッドベースの可視化機能を提供します。ライブラリBALLの機能の大部分は、BALLViewに読み込まれた分子に直接適用できます。BALLViewは、さまざまなステレオモード、スペースナビゲーター、VRPN対応入力デバイスなど、複数の可視化および入力方法をサポートしています。
CeBIT 2009では、BALLViewはリアルタイムレイトレーシング技術を分子ビューアおよびモデリングツールに完全に統合した最初の製品として大きく取り上げられました。[ 2 ]