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| 開発者 | DE ショーリサーチ |
|---|---|
| オペレーティング·システム | リナックス |
| プラットフォーム | x86、x86-64、コンピュータ クラスタ |
| 利用可能 | 英語 |
| タイプ | 計算化学 |
| ライセンス | 独自の フリーウェア、商用ソフトウェア |
| Webサイト | www.deshawresearch.com/resources_desmond.html、schrodinger.com/desmond |
Desmondは、 DE Shaw Researchで開発されたソフトウェアパッケージで、従来のコンピュータクラスター上で生物システムの高速分子動力学シミュレーションを実行します。[1] [2] [3] [4]このコードは、新しい並列アルゴリズム[5]と数値手法[6]を使用して、複数のプロセッサを搭載したプラットフォームで高いパフォーマンスを実現しますが、[7]単一のコンピューターでも実行できます。
コアとソース コードは、大学やその他の非営利研究機関による非商用利用に無料で提供されており、Folding@home分散コンピューティング プロジェクトで使用されています。Desmond は、Schrödinger, Inc.を通じて商用ソフトウェアとして入手できます。
分子動力学プログラム
Desmond は、高速かつ正確な分子動力学を実行するために一般的に使用されるアルゴリズムをサポートしています。長距離静電エネルギーと力は、粒子メッシュ Ewaldベースの方法を使用して計算できます。[8] [9]制約はM-SHAKEアルゴリズムを使用して強制できます。これらの方法は、時間スケール分割 (RESPA ベース) の積分スキームと一緒に使用できます。
Desmond は、生体分子シミュレーションで使用される多くの標準的な固定電荷力場のエネルギーと力[10]を計算でき、Drude形式に基づく分極力場とも互換性があります。コードには、温度制御 ( Andersen サーモスタット、Nosé-Hoover、Langevin ) や圧力制御 ( Berendsen、Martyna-Tobias-Klein、Langevin) などの方法を含む、さまざまな積分器とさまざまなアンサンブルのサポートが実装されています。このコードは、原子の位置と分子構成を拘束する方法もサポートしており、さまざまな周期的なセル構成を使用してシミュレーションを実行でき、正確なチェックポイントと再起動の機能を備えています。
Desmond は、絶対および相対自由エネルギー計算 (例:自由エネルギー摂動)にも使用できます。その他のシミュレーション方法 (レプリカ交換など) は、プラグインベースのインフラストラクチャを通じてサポートされており、ユーザーは独自のシミュレーション アルゴリズムとモデルを開発することもできます。
Desmond には、中央処理装置(CPU) バージョンよりも約 60 ～ 80 倍高速なグラフィック処理装置(GPU) アクセラレーション バージョンもあります。
関連ソフトウェアツール
Desmond ソフトウェアには、分子動力学プログラムに加えて、最小化およびエネルギー分析のためのツールも含まれており、どちらも並列環境で効率的に実行できます。
力場パラメータは、テンプレートベースのパラメータ割り当てツールであるViparrを使用して割り当てることができます。[11]現在、 CHARMM、Amber、OPLS力場のいくつかのバージョンと、さまざまな水モデルをサポートしています。
Desmond は、生物学的および化学的なシステムのシミュレーションを設定するための分子モデリング環境 ( Schrödinger, Inc.が開発した Maestro) と統合されており、軌跡の表示と分析のためのVisual Molecular Dynamics (VMD) と互換性があります。
参照
参考文献
- ^ Bowers, Kevin J.; Chow, Edmond; Xu, Huafeng; Dror, Ron O.; Eastwood, Michael P.; Gregersen, Brent A.; Klepeis, John L.; Kolossvary, Istvan; Moraes, Mark A.; Sacerdoti, Federico D.; Salmon, John K.; Shan, Yibing; Shaw, David E. (2006). 「コモディティ クラスター上の分子動力学シミュレーションのためのスケーラブルなアルゴリズム」( PDF )。ACM /IEEE SC 2006 カンファレンス (SC'06)。p. 43。doi :10.1109/SC.2006.54。ISBN 978-0-7695-2700-0. 2008年8月28日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。2009年1月16日閲覧。
- ^ Jensen, MO; Borhani, DW; Lindorff-Larsen, K.; Maragakis, P.; Jogini, V.; Eastwood, MP; Dror, RO; Shaw, DE (2010). 「K+チャネルにおける伝導と疎水性ゲーティングの原理」。米国 科学アカデミー紀要。107 ( 13): 5833–5838。Bibcode : 2010PNAS..107.5833J。doi : 10.1073 / pnas.0911691107。PMC 2851896。PMID 20231479。
- ^ Dror, RO; Arlow, DH; Borhani, DW; Jensen, MO; Piana, S.; Shaw, DE (2009). 「2アドレナリン受容体の2つの異なる不活性構造の同定により、構造的および生化学的観察が調和される」。米国科学 アカデミー紀要。106 (12): 4689–4694。Bibcode : 2009PNAS..106.4689D。doi : 10.1073 / pnas.0811065106。PMC 2650503。PMID 19258456。
- ^ Shan, Y.; Seeliger, MA; Eastwood, MP; Frank, F.; Xu, H.; Jensen, MO; Dror, RO; Kuriyan, J.; Shaw, DE (2009). 「保存されたプロトン化依存スイッチがAblキナーゼにおける薬物結合を制御する」Proceedings of the National Academy of Sciences . 106 (1): 139–144. Bibcode :2009PNAS..106..139S. doi : 10.1073/pnas.0811223106 . PMC 2610013 . PMID 19109437.
- ^ Bowers, Kevin J.; Dror, Ron O.; Shaw, David E. (2006). 「粒子シミュレーションの並列化のための中間点法」. The Journal of Chemical Physics . 124 (18): 184109. Bibcode :2006JChPh.124r4109B. doi : 10.1063/1.2191489 . PMID 16709099.
- ^ Lippert, Ross A.; Bowers, Kevin J.; Dror, Ron O.; Eastwood, Michael P.; Gregersen, Brent A.; Klepeis, John L.; Kolossvary, Istvan; Shaw, David E. (2007). 「分子動力学積分器における一般的な回避可能なエラーの原因」. The Journal of Chemical Physics . 126 (4): 046101. Bibcode :2007JChPh.126d6101L. doi : 10.1063/1.2431176 . PMID 17286520. S2CID 38661350.
- ^ Edmond Chow、Charles A. Rendleman、Kevin J. Bowers、Ron O. Dror、Douglas H. Hughes、Justin Gullingsrud、Federico D. Sacerdoti、David E. Shaw (2008 年 7 月)。「マルチコア プロセッサ クラスターでの Desmond のパフォーマンス」。DE Shaw Research 技術レポート DESRES/TR--2008-01。
{{cite journal}}:ジャーナルを引用するには|journal=(ヘルプ)が必要です - ^ Bowers, KJ; Lippert, RA; Dror, RO; Shaw, DE (2010). 「高速フーリエ変換のための改良型回転アクセス」. IEEE Transactions on Signal Processing . 58 (3): 1122–1130. Bibcode :2010ITSP...58.1122B. doi :10.1109/TSP.2009.2035984. S2CID 17240443.
- ^ Shan, Yibing; Klepeis, John L.; Eastwood, Michael P.; Dror, Ron O.; Shaw, David E. (2005). 「ガウス分割エヴァルト: 分子シミュレーションのための高速エヴァルトメッシュ法」. The Journal of Chemical Physics . 122 (5): 054101. Bibcode :2005JChPh.122e4101S. doi :10.1063/1.1839571. PMID 15740304. S2CID 35865319.
- ^ Lindorff-Larsen, Kresten; Piana, Stefano; Palmo, Kim; Maragakis, Paul; Klepeis, John L.; Dror, Ron O.; Shaw, David E. (2010). 「Amber ff99SB タンパク質力場の改良された側鎖ねじれポテンシャル」.タンパク質: 構造、機能、およびバイオインフォマティクス. 78 (8): 1950–8. doi :10.1002/prot.22711. PMC 2970904. PMID 20408171 .
- ^ 「DEShawResearch/Viparr」。GitHub。
外部リンク
- 公式サイト
- デズモンド ユーザー グループ (削除済み)
- シュレディンガー・デズモンド製品ページ