ビジュアル分子動力学

Visual Molecular Dynamics ( VMD ) は、分子モデリングおよび可視化のためのコンピュータ プログラムです。^{[ 2 ]} VMD は主に分子動力学シミュレーションの結果を表示および分析するためのツールとして開発されました。また、体積データ、配列データ、および任意のグラフィック オブジェクトを操作するためのツールも含まれています。分子シーンは、POV-Ray、RenderMan、Tachyon、Virtual Reality Modeling Language ( VRML ) などの外部レンダリング ツールにエクスポートできます。VMD にはTcl および Python インタープリタが組み込まれているため、ユーザーは VMD 内で独自のTclおよびPythonスクリプトを実行できます。VMD は、 Unix、Apple Mac macOS、およびMicrosoft Windowsで動作します。^{[ 3 ]} VMD は、プログラムの使用とソース コードの変更の両方を許可する配布固有のライセンスの下で非商用ユーザーに無料で提供されています。^{[ 4 ]}

VMD は、イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校ベックマン先端科学技術研究所の理論計算生物物理学グループの主任研究員クラウス・シュルテンの指導の下で開発されました。^{[ 5 ] [ 6 ]} VRChem と呼ばれる前身プログラムは、1992 年にマイク・クローグ、ウィリアム・ハンフリー、リック・クフリンによって開発されました。VMD の初期バージョンは、ウィリアム・ハンフリー、アンドリュー・ダルケ、ケン・ハマー、ジョン・リーチ、ジェームズ・フィリップスによって作成されました。^{[ 7 ]}これは 1995 年にリリースされました。^{[ 7 ] [ 8 ]} VMD の初期バージョンは、シリコングラフィックスのワークステーション向けに開発され、CAVE自動仮想環境でも実行でき、ナノスケール分子動力学 ( NAMD ) シミュレーションと通信することもできました。^{[ 2 ]} VMD は、1995～1996 年に A. Dalke、W. Humphrey、J. Ulrich によってさらに開発され、その後 1997～1998 年に Sergei Izrailev と J. Stone によって開発されました。1998 年に John Stone が VMD の主要開発者となり、VMD を他の多くのUnixオペレーティングシステムに移植し、最初のフル機能のOpenGLバージョンを完成させました。^{[ 9 ]} Microsoft Windowsプラットフォーム向けの VMD の最初のバージョンは1999 年にリリースされました。^{[ 10 ]} 2001 年に、Justin Gullingsrud、Paul Grayson、John Stone は触覚フィードバックデバイスのサポートを追加し、対話型分子動力学シミュレーションを実行するために VMD とNAMD間のインターフェースをさらに開発しました。^{[ 11 ] [ 12 ]}その後の開発で、Jordi Cohen、Gullingsrud、および Stone はグラフィカル ユーザー インターフェイスを完全に書き直し、ボリューム データの表示と処理の組み込みサポートを追加し、^{[ 13 ]} OpenGL シェーディング 言語の使用を追加しました。^{[ 14 ]}

VMD はTcl / Tkを介して他のプログラムと通信できます。^{[ 3 ]}この通信により、VMD と連携して動作するさまざまな外部プラグインの開発が可能になります。これらのプラグインにより VMD の機能とツールのセットが拡張され、計算化学、生物学、生化学で最もよく使用されるソフトウェアの 1 つとなっています。

以下は、Tcl/Tkを使用して開発されたVMDプラグインの一部です。

• Delphi Force — 静電気力の計算と可視化^{[ 15 ]}
• パスウェイプラグイン — 主要な電子移動経路を特定し、ドナーからアクセプターへの電子トンネル効果を推定します
• 側鎖チェックプラグイン — Asn、Gln、Hisの側鎖の最適な配向とプロトン化状態をチェックし、選択を支援します。
• MultiMSMSプラグイン — MSMS計算をキャッシュして、一連のフレームのアニメーションを高速化します。
• インタラクティブな本質的ダイナミクス — 本質的ダイナミクスのインタラクティブな視覚化
• Mead Ionize — 高電荷システム向けに改良されたautoionizeのバージョン
• Andriy Anishkin の VMD スクリプト — 可視化と分析に役立つ多数の VMD スクリプト
• RMSDトラジェクトリーツール — トラジェクトリー用のRMSDプラグインの開発版
• クラスタリングツール — 構造のコンフォメーションのクラスターを視覚化する
• iTrajComp — 対話型軌道比較ツール
• スワップ — RMSDアライメントを改善するための原子座標の交換
• Intervor — タンパク質間相互作用界面の抽出と表示
• SurfVol — タンパク質の表面積と体積を測定する^{[ 16 ]}
• vmdICE — RMSD、RMSF、SASA、およびその他の時間変動量を計算するためのプラグイン^{[ 17 ]}
• molUP - Gaussianソフトウェアを使用してQMおよびONIOM計算を処理するVMDプラグイン^{[ 18 ]}
• VMDストア - ユーザーが他のVMDプラグインを発見、インストール、更新するのに役立つVMD拡張機能。^{[ 19 ]}

• 公式サイト
• GPU 上での VMD
• プロテインワークベンチストラップ