Q（ソフトウェア）

Q は分子動力学(MD) シミュレーション用のコンピュータソフトウェアパッケージです(現在のリリース: Q6)。他の MD コードとは異なり、Q は構想 (Marelius 他、1998) 以来、3 種類の自由エネルギー計算に特化しています。これらの計算は、経験的原子価結合(EVB)、自由エネルギー摂動(FEP)、線形相互作用エネルギー(LIE) などの方法に基づいており、最近では二分量子古典経路 (BQCP) アプローチを使用した 経路積分計算も行われています。

プログラムが専門とする手法では、 タンパク質や核酸で発生するエネルギーバランスの定量的な計算結果を返すことができます。ミトコンドリアリボソームの翻訳機構の部分的なエネルギーの詳細 (Lind et al. 2013) や酵素反応の詳細 (Mones et al. 2013) など、生化学の重要な問題に関する洞察を提供できます。

このプログラムは、力場に依存しないという点でGROMACSに似ています。つまり、力場は提供しませんが、CHARMM、AMBER、OPLS、GROMOSなどの一般的な力場を使用できます。

このソフトウェアは、分子動力学のためのqdynと呼ばれる 1 つの主要なユーティリティと、 qprep (X 線座標から入力ファイルを準備する)、qfep (FEP の MD 計算を処理する) などのさまざまなサブプログラムを提供します。

Q を実行するための一般的なコマンドは他の MD プログラムのコマンドと非常に似ており、ダイナミクス実行の構文は次のとおりです。

qdyn inputfile.inp > outputfile.out

qdyn– これはダイナミクスを実行するメイン プログラムの名前です。

inputfile.inp– これは、シミュレーションの長さやタイムステップ、シミュレートされる温度など、プログラムのすべてのオプションを指定するテキスト ファイルです。

outputfile.out– これは、エネルギー結果の詳細な説明を提供する出力ファイルです。出力ファイルの情報の詳細度は、入力ファイルで制御されます。出力では、溶媒、溶液、およびそれらの間の相互作用に関するファンデルワールス力や静電相互作用などの非結合相互作用の詳細な報告に重点が置かれます。

• Marelius J.、Kolmodin K.、Feierberg I.、Åqvist J.、(1998)。「Q: 生体分子システムにおける自由エネルギー計算と経験的原子価結合シミュレーションのための分子動力学プログラム」、Journal of Molecular Graphics and Modelling、16、213-225。
• Lind C.、Sund J.、Åqvist J.、(2013)。「ミトコンドリア放出因子のコドン読み取り特異性と非標準終止コドンでの翻訳終結」、Nature Communications、4、2940。
• Mones L.、Tang W.、および Florian J.、(2013)。「炭疽菌浮腫因子による ATP から cAMP への変換の化学メカニズムの経験的原子価結合シミュレーション」、生化学、 52、2672-2682。

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