Opis projektu
Innowacyjne metody pozwalają na przełamanie bariery czasowej w symulacjach atomistycznych
Finansowany przez ERBN projekt VARMET ma na celu ulepszenie metod symulacji atomistycznych poprzez rozszerzenie skali czasowej badań do rzędu milisekund bez konieczności korzystania ze specjalistycznego sprzętu. Będzie to możliwe dzięki połączeniu dwóch niedawnych osiągnięć: przeformułowania problemu rozszerzonego próbkowania w zasadę wariacyjną oraz procedury wyodrębniania wskaźników z rozszerzonych przebiegów. Naukowcy zastosują te metody do dwóch podstawowych problemów: określenia czasu życia ligandu w stanie związanym z białkiem w celu projektowania leków oraz badania krystalizacji z roztworu w celu zrozumienia i kontrolowania wzrostu kryształów. Zagadnienia te są niezwykle istotne w inżynierii, farmakologii i nanotechnologii. Nowe metody VARMET zostaną opracowane z myślą o praktycznych zastosowaniach.
Cel
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.
Dziedzina nauki
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-ADG - Advanced GrantInstytucja przyjmująca
6900 Lugano
Szwajcaria