CHARMM

Le CHARMM (chimie de à mécanique macromoléculaire de Harvard) est le nom d'un ensemble employé couramment de champs de force pour la dynamique moléculaire aussi bien que le nom pour le paquet moléculaire de simulation et d'analyse de dynamique lié à elles. Le projet de développement de CHARMM comporte un réseau des réalisateurs dans le monde entier fonctionnant du Martin Karplus et son groupe au Harvard pour développer et maintenir le programme de CHARMM. Les permis pour ce logiciel sont disponibles, pour des honoraires, aux gens et aux groupes travaillant dans le milieu universitaire.

La version commerciale de CHARMM, appelée le CHARMm (noter le « m ") minuscule, est fournie par le Accelrys .

Champs de force de CHARMM

Les champs de force de de CHARMM pour des protéines incluent l'unir-atome (parfois appelé le " ; atom" prolongé ;) CHARMM19, tout-atome CHARMM22 et son potentiel dièdre ont corrigé la variante CHARMM22/CMAP. Dans le domaine de force de la protéine CHARMM22, les frais partiels atomiques ont été dérivés des calculs chimiques de quantum des interactions entre les composés modèles et l'eau. En outre, CHARMM22 parametrized pour le modèle explicite de l'eau de de TIP3P. Néanmoins, il est fréquemment employé avec des dissolvants implicites récemment, une version spéciale de CHARMM22/CMAP reparametrized pour à usage conformé avec du dissolvant implicite GBSW.

Pour l'ADN, l'ARN, et les lipides, CHARMM27 est employé. Quelques champs de force peuvent être combinés, par exemple CHARMM22 et CHARMM27 pour la simulation de l'attache protéine-ADN. En plus, des paramètres pour NAD+, des sucres, des composés fluorés, etc. peut être téléchargé. Ces nombres de version de champ de force se rapportent à la version de CHARMM où ils sont apparus la première fois, mais peuvent naturellement être employés avec des versions suivantes du programme exécutable de CHARMM. De même, ces champs de force peuvent être employés dans le cadre d'autres programmes moléculaires de dynamique qui les soutiennent.

Charmm inclut également les champs de force polarisables using deux approches. Un est basé sur le modèle d'oscillateur de coquille ou de dispersion de Drude . L'autre est basé sur le modèle de fluctuation de la charge (fq), également connu sous le nom d'équilibration de charge (CHEQ).

Programme moléculaire de dynamique de Charmm

Le programme de CHARMM permet la génération et l'analyse d'un éventail de simulations moléculaires. Les genres les plus fondamentaux de simulation sont minimisation d'une structure donnée et des cadences de production d'une trajectoire moléculaire de dynamique.

Des dispositifs plus avancés incluent la perturbation (FEP) d'énergie libre de , l'évaluation quasi-harmonique d'entropie, l'analyse de corrélation et le quantum combiné, et les méthodes de la mécanique moléculaire (QM/MM).

CHARMM est l'un des programmes les plus anciens pour la dynamique moléculaire. Il a accumulé un nombre important de dispositifs, certains dont sont reproduits sous plusieurs mots-clés avec de légères variations. C'est un résultat inévitable de le grand nombre de perspectives et de groupes travaillant à CHARMM dans le monde entier. Le dossier de changelog aussi bien que le code source de Charmm sont de bons endroits pour rechercher les noms et les affiliations des réalisateurs principaux. La participation et la coordination par Charles L. des ruisseaux le groupe d'III à l'institut de Scripps de est très saillante.

Histoire du programme

Environ 1969, il y avait intérêt considérable en développant des fonctions d'énergie potentielle pour de petites molécules. CHARMM a commencé le groupe de s de Karplus Martin à 'à Harvard. Karplus et son alors étudiant de troisième cycle Bruce Gelin décidé le moment étaient venus pour développer un programme qui permettrait pour prendre un ordre d'acide aminé donné et un ensemble de coordonnées (par exemple, de la structure de rayon X) et pour employer cette information pour calculer l'énergie du système en fonction des positions atomiques. Karplus a reconnu l'importance des entrées importantes dans le développement (encore) du programme inconnu, incluant
Groupe de Schneior Lifson de

à l'institut de Weizmann, particulièrement d'Arieh Warshel qui est allé à Harvard et a apporté son à programme conformé de champ de force ( CCF ) avec lui ;
Groupe de Harold Scheraga à l'Université de Cornell ; et
Conscience des calculs pilotes d'énergie de Michael Levitt pour des protéines

Dans les années 80, finalement un papier est apparu et CHARMM a fait son début public. Le programme de Gelin d'ici là avait été considérablement restructuré. Pour la publication, Bob Bruccoleri a proposé le nom HARMM (mécanique macromoléculaire de Harvard), mais il n'a pas semblé approprié. Ainsi elle a ajouté le C. Karplus a indiqué : " ; Je me demande parfois si la suggestion originale de Bruccoleri aurait servi d'avertissement utile aux scientifiques inexpérimentés travaillant avec le program." ; CHARMM a continué à se développer et le dernier dégagement du programme exécutable a été fait en août 2007 comme CHARMM34b1.

CHARMM fonctionnant sous le Unix /Linux

La syntaxe générale pour l'usage du programme est :

charmm < filename.out

; charmm : Le nom réel du programme (ou du manuscrit qui lance le programme) sur le système informatique étant employé.inp : Un dossier des textes qui contient le CHARMM commande. Il commence par charger les topologies moléculaires (dessus) et le champ de force (pair). Alors on charge les coordonnées cartésiennes de structures moléculaires (par exemple à partir des dossiers d'APB). On peut alors modifier les molécules (ajoutant les hydrogens, la structure secondaire changeante). La section de calcul peut inclure la minimisation d'énergie, la production de dynamique, et les outils d'analyse tels que des corrélations de mouvement et d'énergie.out : Le fichier de consignation pour la course de CHARMM, contenant des commandes faites écho, et de diverses quantités de rendement de commande. Le niveau d'impression de rendement peut être augmenté ou diminué généralement et les procédures telles que la minimisation et la dynamique ont des caractéristiques de fréquence de liste imprimée. Les valeurs pour la température, la pression d'énergie, etc. sont produites à cette fréquence.

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