Symulowanie dynamiki cząsteczek
Interakcje biocząsteczek, takich jak białka i DNA, ze sztucznymi powierzchniami są niezwykle istotne w wielu obszarach bionanotechnologii i inżynierii biomedycznej. Przykładem są implanty, takie jak te stosowane podczas wymiany stawu biodrowego, które muszą zostać wbudowane do tkanek biorcy, a adsorpcja białek wspomaga ten proces. Znajomość zachowania cząsteczek białek w kontakcie z dużymi powierzchniami syntetycznego materiału jest niezwykle istotna. Naukowcy pracujący w projekcie "Program development for the molecular simulation of protein-surface interactions" (PROTEIN-SURF SIM) stworzyli symulator do badania dynamiki cząsteczek, aby przewidywać, jak różne białka zachowają się wobec różnego rodzaju materiałów. Ten symulator nazwano Large Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator (LAMMPS). W każdym z zastosowań bioaktywność białek różni się w zależność od dostępności rozpuszczalnika i struktury swoich domen bioaktywnych. Istnieje obecnie możliwość uzyskania danych, które pozwolą kontrolować konformację i orientację biocząsteczek. Zespół ukończył też prace nad nowym zestawem cząsteczek niezbędnych do symulowania zachowania białek na powierzchniach w roztworze. Ponadto naukowcy opracowali normy dotyczące metod symulacji. Walidacja modeli w swoistych układach biocząsteczka–powierzchnia została ukończona z powodzeniem i uzyskano ponad 70–krotne zwiększenie mocy obliczeniowej w porównaniu z wcześniej stosowanym programem do symulacji. Po ukończeniu testów każdego z modułów udostępniono je do pobrania na (LAMMPS) stronie internetowej projektu. Zainteresowanymi użytkownikami będą głównie pracownicy służby zdrowia, lecz tę technologię można z łatwością zmodyfikować do zastosowania w innych obszarach.
Słowa kluczowe
Moduł, biocząsteczka, sztuczna powierzchnia, białko, implant, bionanotechnologia, symulator, LAMMPS
