Descrizione del progetto
Simulazioni atomistiche con metodi innovativi rompono la barriera del tempo
Il progetto VARMET, finanziato dal CER, si propone di migliorare i metodi di simulazione atomistica estendendo l’arco temporale disponibile per la ricerca al millisecondo senza ricorrere ad apparecchiature specializzate. Questo obiettivo sarà raggiunto combinando due recenti sviluppi: una riformulazione del problema del campionamento potenziato in un principio variazionale e una procedura per estrarre i tassi dalle corse potenziate. I ricercatori applicheranno questi metodi a due problemi principali: determinare la durata di uno stato legato ligando-proteina per la progettazione di farmaci e studiare la cristallizzazione dalla soluzione per comprendere e controllare la crescita dei cristalli. Questi problemi sono determinanti per l’ingegneria, la farmacologia e la nanotecnologia. I nuovi metodi di VARMET saranno concepiti per avere una rilevanza pratica.
Obiettivo
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.
Campo scientifico
Programma(i)
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
ERC-ADG - Advanced GrantIstituzione ospitante
6900 Lugano
Svizzera