GPU蛋白质结构研究方案

日期：2018

客户：兰州大学某课题组

研究方向：蛋白质错误折叠和聚集发生的分子机理

蛋白质由氨基酸通过肽键连接而成的一条或几条多肽链所构成的一类生物大分子。多肽链可以自发地或者在其他分子的帮助下形成确定的三维结构。这个过程的主要驱动力包括：疏水作用、氨基酸残基主链或侧链间形成的氢键、范德华力、静电力等。

蛋白质结构预测方法按照是否有与所预测蛋白质分子相似氨基酸序列的蛋白质的结构分为基于模板模建（TBM）和无模板模建两类。

使用基于分子力场的分子动力学更精确地模拟蛋白质分子折叠过程，分子力场能够从原子层面上对蛋白质折叠过程的主要驱动力进行模拟，并行度极高的模拟程序使得通过分子模拟的手段直接观察蛋白质折叠过程不再遥不可及，同时，针对GPU优化加速分子动力学程序已经可以达到微秒量级的模拟。

布朗动力学（BD）方法能够在微秒到毫秒时间尺度上模拟通道中离子的输运，除了显性处理离子外，通道和溶剂均隐性处理。

计算蛋白质结合结合自由能，根据实际需要的精度和效率可以分为三大类：

计算精度高但比较耗时：用分子动力学模拟大规模采样，通过特定的热力学过程计算相互作用自由能。

兼顾精度和效率的能量项加权模型，将结合自由能分解为范德华、静电、氢键、溶剂化、熵效应等项进行计算。

利用统计平均势进行的估算。

计算软件：VASP、Amber等

计算人员：5人

购机预算：10W内

推荐配置：