Descripción del proyecto
Unos métodos innovadores rompen la barrera del tiempo en las simulaciones a escala atómica
El objetivo del proyecto VARMET, financiado por el Consejo Europeo de Investigación, es mejorar los métodos de simulación a escala atómica ampliando la escala temporal accesible para las investigaciones hasta el milisegundo sin utilizar equipos especializados. Esto se logrará combinando dos avances recientes: una reformulación del problema del muestreo mejorado en forma de principio variacional y un procedimiento para extraer tasas de ejecuciones mejoradas. Los investigadores aplicarán estos métodos a dos problemas principales: determinar el tiempo de vida de un estado de unión ligando-proteína para el diseño de fármacos y estudiar la cristalización a partir de una solución para comprender y controlar el crecimiento de cristales. Estas cuestiones son apremiantes en ingeniería, farmacología y nanotecnología. Los nuevos métodos de VARMET estarán diseñados para tener pertinencia práctica.
Objetivo
We propose to extend the time scale accessible to atomistic-based simulation methods from the current range to millisecond and beyond without special-purpose machines. We shall do this by combining and extending two recent developments: a recent reformulation of the enhanced sampling problem into a powerful variational principle that opens a wealth of possibilities and provides a novel and fruitful standpoint for new developments; and a procedure for extracting rates from enhanced runs. We shall apply the methods thus developed to two major problems of great practical interest. One is the lifetime of a ligand-protein bound state. This quantity is not easily accessible experimentally and yet it is crucial in drug design to determine the potency of a drug. We plan to develop a viable and widely applicable way to compute it. The other is a study of crystallization from solution, for which we wish to determine the nucleation mechanism and nucleation rates and understand and control crystal growth. These are all issues of great relevance in engineering, pharmacology and nanotechnology. Besides being relevant on their own merits, these two applications present different challenges to the enhanced methods. We also believe that new methods should not be developed in an abstract way but in close interaction with real-life applications.
Ámbito científico
Programa(s)
Régimen de financiación
ERC-ADG - Advanced GrantInstitución de acogida
6900 Lugano
Suiza