|
Архив публикацийТезисыXXII-ая конференцияУчёт гидродинамических взаимодействий в крупнозернистой модели белковМосковский физико-технический институт, Москва 1University of Massachusetts, Lowell, MA, USA Вычилительные (is silico) эксперименты являются одним из важнейших инструментов для исследование микроскопических свойств различных макроскопических процессов в биомолекулах, таких как механическая деформация в АСМ-экспериментах. Однако вычислительная сложность даже крупнозернистых молекулярно-динамических симуляций зачастую неприемлемо высока из-за большрй разницы в характеристических временах in vitro и in silico экспериментов. Модель самоорганизующегося полимера (Self Organized Polymer, SOP) — основанние на нативной топологии крупнозернистое поле сил для биомолекул. Программный пакет SOP-GPU за счёт использования графических процессоров (ГП) делает возможным изучение динамики биофизических систем, содержащих до 105 аминокислотных остатков, на экспериментально-значимых временных шкалах. В данном докладе мы представим расширенную модель SOP, включающую гидродинамические взаимодействия и полностью реализованную на ГП, в которой многочастичные эффекты, вызванные механическим взаимодействием с растворителем, учтены с использованием тензора Ротне-Прагера-Ямакавы (Rotne-Prager-Yamakawa). Мы исследовали возможности модели, проводя симуляции механического разворачивания и индентации различных биологических систем, начиная с небольших белков (WW-домен; N≈101 аминокислот) и заканчивая крупными белковыми ассамблеями (вирусные капсиды CCMV и HK97; N≈104–105). Мы показали, что несмотря на дополнительные вычислетельные затраты, связанные с учётом гидродинамических взаимодействий, итоговое время вычислений может быть уменьшено за счёт ускорения кинетики механических процессов, при сохранении большинства микроскопических деталей. |
