Este trabajo ha sido apoyado por la Fundação Oswaldo Cruz (Fiocruz), la Fundação para o Desenvolvimento Científico e Tecnológico em Saúde (Fiotec), el Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Epidemiologia da Amazônia Ocidental - INCT-EpiAmO, la Fundação Rondônia de Amparo ao Desenvolvimento das Ações Científicas e Tecnológicas e à Pesquisa do Estado de Rondônia (FAPERO), la Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) y el Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).

1. Acceso al software y registro de nuevos usuarios
<ol><li>Visite la página web de Visual Dynamics (VD). Haga clic en el icono +Registrarse en la parte superior derecha para crear una cuenta. Regístrese para usar el software. NOTA: Solo se permiten direcciones de correo electrónico institucionales. El usuario recibirá una notificación por correo electrónico una vez que se apruebe su registro.</li>
	<li>Haga clic en Iniciar sesión en la parte superior derecha para acceder a la pantalla de inicio de sesión del sistema. Rellene los campos de nombre de usuario/correo electrónico y contraseña y haga clic en Iniciar sesión. Después de iniciar sesión, el usuario tendrá acceso a su área de envío de simulaciones. También pueden ver tutoriales y estadísticas de uso de VD.</li>
</ol>2. Presentación de simulación de apoenzima
<ol><li>Haga clic en Nueva simulación en la barra lateral izquierda. En la pantalla que aparece, haga clic en el botón APO, que se refiere a la apoenzima.</li>
	<li>Cargue el archivo 4mvg.pdb de protein gratuito. Seleccione el campo de fuerza AMBER94 (o cualquier otra opción apropiada). NOTA: 4mvg.pdb se puede obtener del Archivo Suplementario 1 o descargar directamente del Banco de Datos de Proteínas (PDB).</li>
	<li>Seleccione el modelo de agua TIP3P. Seleccione la caja cúbica. Seleccione una distancia de 0,5 nm entre la proteína y el borde de la caja. NOTA: Las opciones seleccionadas son solo sugerencias. Todas las demás opciones funcionan en VD.</li>
	<li>Marque la opción Ejecutar en Nuestros Servidores para ejecutar la simulación con los archivos y parámetros enviados. Después de hacer clic en Ejecutar simulación, el usuario verá la evolución de los pasos de la simulación en la pantalla y recibirá una notificación por correo electrónico sobre el estado de la simulación al finalizar.</li>
</ol>3. Presentación de simulación de enzima complejada con ligando preparada en ACPYPE
<ol><li>Con UCSF Chimera20, abra el complejo proteína-ligando 4mgv.pdb41, en Seleccionar, haga clic en Residuo y establezca el código en D5I. A continuación, en Archivo, haga clic en Guardar PDB, seleccione Guardar solo átomos seleccionados, establezca el nombre del archivo en ligand.pdb y haga clic en Guardar.</li>
	<li>Envíe el archivo ligand.pdb generado en el paso anterior al servidor Bio2Byte ACPYPE42, de los archivos de salida, ligand_NEW.itp y ligand_NEW.pdb serán los utilizados y proporcionados en este experimento. NOTA: Los archivos ligand_NEW.itp y ligand_NEW.pdb se pueden obtener del Archivo Complementario 2 y del Archivo Complementario 3.</li>
	<li>Haga clic en Nueva simulación en la barra lateral izquierda. Haga clic en el botón Proteína + Ligando (preparado en ACPYPE).</li>
	<li>Cargue el archivo 4mvg.pdb de protein gratuito. Seleccione los archivos de ligando preparados en ACPYPE: ligand_NEW.itp y ligand_NEW.pdb. Seleccione el campo de fuerza AMBER94.</li>
	<li>Seleccione el modelo de agua TIP3P. Seleccione la caja cúbica. Seleccione una distancia de 0,5 nm entre la proteína y el borde de la caja. Las opciones seleccionadas son solo sugerencias. Todas las demás opciones funcionan en VD.</li>
	<li>Marque la opción Ejecutar en Nuestros Servidores para ejecutar la simulación con los archivos y parámetros enviados. Después de hacer clic en Ejecutar simulación, el usuario verá la evolución de los pasos de la simulación en la pantalla y recibirá una notificación por correo electrónico sobre el estado de la simulación al finalizar.</li>
</ol>4. Acceso a los resultados de la simulación
<ol><li>Haga clic en Mis simulaciones en la barra lateral izquierda.</li>
	<li>Haga clic en Descargar archivos MDP para descargar los archivos de configuración de simulación utilizados por la plataforma en el ordenador del usuario.</li>
	<li>Descargue los elementos de simulación como se describe a continuación.<ol><li>Haga clic en Comandos para descargar la lista de comandos ejecutados por la plataforma en el equipo del usuario.</li>
		<li>Haga clic en GROMACS Log para descargar el archivo de registro que contiene las salidas de comandos .gmx en secuencia en el equipo del usuario.</li>
		<li>Haga clic en Resultados para descargar los archivos generados por comandos .gmx, como _npt.gro, _pr.edr, _pr.tpr, _pr_PBC.gro y pr_PBC.xtc en el equipo del usuario.</li>
		<li>Haga clic en Gráficos de figuras para descargar gráficos para analizar cada paso de la simulación en formato de imagen y .xvg en el equipo del usuario.</li>
	</ol></li>
</ol>

Visual Dynamics: Simplificación de las Simulaciones de Dinámica Molecular

<ol>
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Gromacs developmet and developers Available from: <a target="_blank" href="https://www.gromacs.org/development.html">https://www.gromacs.org/development.html</a> (2023)</li><li>Andrio, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=BioExcel+building+blocks,+a+software+library+for+interoperable+biomolecular+simulation+workflows.">BioExcel building blocks, a software library for interoperable biomolecular simulation workflows.</a> Sci Data. 6 (1), 169 (2019).</li><li>P&#225;ll, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heterogeneous+parallelization+and+acceleration+of+molecular+dynamics+simulations+in+GROMACS.">Heterogeneous parallelization and acceleration of molecular dynamics simulations in GROMACS.</a> J Chem Phys. 153 (13), 134110 (2020).</li></ol>

Los autores no tienen nada que revelar.

Automatizar procesos no es fácil, pero también es menos difícil que reprogramar un sistema desde cero. Gromacs es actualmente el software de simulación molecular más popular y se actualiza constantemente. El Departamento de Química Biofísica de la Universidad de Groninga lo desarrolló inicialmente, y ahora es mantenido por el Laboratorio de Ciencias de la Vida de la Universidad de Estocolmo43.
Para cualquier usuario nuevo, el aprendizaje de técnicas de simulaci...

De acuerdo con la definición de la IUPAC, MD es el procedimiento de simulación que consiste en calcular el movimiento de los átomos en una molécula o de átomos individuales o moléculas en sólidos, líquidos y gases, de acuerdo con las leyes del movimiento de Newton. Las fuerzas que actúan sobre los átomos, necesarias para simular su movimiento, se calculan comúnmente utilizando campos de fuerzade la mecánica molecular. Se puede aplicar a cualquier fenómeno que busque extraer información a nivel molecular y, a menudo, atómico2.
La MD es una de las técnicas incorporadas a la bioinformática, concretamente a la bioinformática estructural. Con ella es posible obtener características cinéticas y termodinámicas de estructuras biomoleculares. Por ejemplo, la estabilidad macromolecular, la identificación de sitios alostéricos, la elucidación de los mecanismos de actividad enzimática, el reconocimiento molecular y las propiedades de complejos con moléculas pequeñas, la asociación entre proteínas, el plegamiento de proteínas y su hidratación3. Además, la MD permite una amplia gama de estudios, incluido el diseño molecular (ampliamente utilizado en el diseño de fármacos), para determinar la estructura y su refinamiento (rayos X, RMN y modelado de proteínas)3. Los resultados obtenidos al final de un MD son los más ricos y completos en términos de simulación no cuántica4. La MD clásica es mucho más eficiente de lo que podría esperarse de una consideración completa de la física de los sistemas biomoleculares debido al número de aproximaciones sustanciales. En particular, los efectos dinámicos cuánticos suelen ignorarse3. Sin embargo, implementar un experimento de MD no es trivial5. Requiere conocimientos de informática, especialmente de la Terminal Linux, ya que la mayoría de los programas de bioinformática estructural están hechos para ello. Incluso con ese conocimiento, aprender los comandos y la parametrización de Gromacs es otra curva de aprendizaje empinada.
Desde su primera aplicación a la biología en 19776, mucho ha evolucionado debido al aumento del procesamiento computacional y la mejora de la codificación. Hace más de dos décadas, se lanzó el primer software de MD destinado a problemas biológicos, a saber, Gromacs7, AMBER8 y NAMD9.
Desde sus primeras versiones, estos softwares siguen siendo los más utilizados y citados. Sin embargo, continúan con las mismas dificultades comunes de implementación que aquejan a los investigadores que no son especialistas en computación5. Algunos tienen pasos complejos de instalación y configuración, que a veces requieren un amplio conocimiento sobre el hardware en el que se ejecutará para sacarle el máximo partido y una documentación técnica altamente centrada en el ordenador. Se necesita una forma más fácil de interactuar con ellos, además de la línea de comandos y los parámetros infinitos.
Una interfaz actúa como intermediario entre el proceso lógico a realizar y el10 humano. El paradigma de cómo se ejecuta el software ha evolucionado a medida que los recursos informáticos han mejorado. El primer paradigma digital fueron las interfaces de línea de comandos (CLI), seguidas de la evolución a las conocidas interfaces gráficas de usuario (GUI)11. Siguiendo el ciclo evolutivo, la interfaz producida por la World Wide Web (o simplemente WEB) se considera una evolución de las GUIs11. Estos tres paradigmas coexisten actualmente en función de los desarrolladores. Las aplicaciones CLI utilizan comandos de texto en la consola del sistema operativo. Las aplicaciones GUI, también llamadas escritorios gráficos, utilizan una interfaz gráfica compuesta por ventanas, botones y otros componentes. Es específico y está preprogramado para un sistema operativo. La principal diferencia con la CLI es el uso del ratón como elemento adicional en la interacción hombre-máquina12. Las aplicaciones WEB, a pesar de confundirse con una GUI, son más complejas de desarrollar pero son más versátiles y, con diferencia, las más ágiles en su funcionamiento. Además, sólo dependen de un software intérprete llamado navegador, que hace posible que la aplicación cliente se comunique con el servidor a través de una red independiente del sistema operativo13.
El software de bioinformática estructural utiliza con mayor frecuencia los paradigmas CLI y GUI. Algunos ejemplos de software clásico que utilizan CLI son Modeller14 para el modelado de similitud, Autodock15 para el acoplamiento molecular y Gromacs16 para la dinámica molecular. Ejemplos de software que adoptan el tipo GUI son SwissPDBviewer17, Pymol18, VMD19, UCSF Chimera20, Autodock tools15, PyRx21, Biovia22, Maestro23 y Moe24, entre otros.
Con la aparición de las tecnologías Hypertext Markup Language versión 5 (HTML5)25, Cascading Style Sheets (CSS)26 y Javascript27 , entre otras, muchas aplicaciones de bioinformática estructural podrían ser llevadas a la WEB, haciéndose así más accesibles. Ejemplos de servidores WEB de modelado de similitud son MODWEB28, que utiliza Modeller14 como back-end y Swissmodel29. Ejemplos de servidores de aplicaciones web para el acoplamiento molecular son Haddock30, Swissdock31, Cluspro32, Dockthor33 y otros.
Si bien el análisis estructural, el modelado y las metodologías de acoplamiento evolucionaron de los paradigmas CLI a la GUI y, finalmente, a la WEB, MD sigue siendo compatible principalmente con la ejecución de línea de comandos (tipo CLI). Han surgido algunas buenas iniciativas para mejorar este panorama. Ejemplos de estas iniciativas son la implementación de complementos en el software existente, como el complemento QwikMD para VMD34, el complemento GROMACS para PyMOL y la opción de simulación de dinámica molecular en UCSF Chimera20, algunas aplicaciones CLI nuevas y más fáciles, como ASGARD35, Gmx_qk36 y CHAPERONg37, y una plataforma web robusta, BioBB-Wfs38. Aunque el uso de estos plugins y aplicaciones es un avance, su implementación sigue siendo un reto para la mayoría de los investigadores no cualificados. Las dificultades comunes incluyen problemas para instalar y configurar el software MD, que a menudo comprometen la ejecución completa de la simulación5.
En 2022, el Laboratorio de Bioinformática y Química Medicinal de Fiocruz Rondônia39 puso a disposición el software Visual Dynamics para la simulación computacional basada en la web. Su versión inicial fue construida en Python y Flask, permitiendo simulaciones de sistemas con proteínas libres (apoenzimas) por solo 2 ns. Posteriormente, se mejoró para incluir una versión de simulación automatizada con ligandos preparados utilizando PRODRG40.
VD fue construido para ayudar a todos los investigadores en el campo de la biofísica estructural, la biotecnología y áreas relacionadas que tienen limitaciones en el conocimiento computacional; la herramienta permite a estos investigadores probar sus hipótesis con simulaciones de MD desde cualquier sistema operativo y sin acceso a un ordenador de alto rendimiento (HPC). El propósito de este trabajo es presentar las nuevas características de Visual Dynamics versión 3.0. Además, se pretende introducir un protocolo de uso actualizado de la herramienta y poner de manifiesto las limitaciones a abordar en el futuro, junto con estadísticas de uso hasta el momento actual (Figura 1).

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>ACPYPE Server</td>
			<td>Bio2Byte</td>
			<td></td>
			<td>Available at https://www.bio2byte.be/acpype/</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GRACE software</td>
			<td>Plasma Laboratory at the Weizmann Institute of Science</td>
			<td></td>
			<td>Available at https://plasma-gate.weizmann.ac.il/Grace/</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GROMACS software</td>
			<td>GROMACS Team</td>
			<td></td>
			<td>Installation instructions at https://manual.gromacs.org/current/install-guide/index.html</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>The structure of the FK506-binding protein 
			From Plasmodium vivax complexed with the 
			inhibitor D5</td>
			<td>RCSB Protein Data Bank</td>
			<td></td>
			<td>Available at https://www.rcsb.org/structure/4mgv 
			Already contains the ligand complexed to the macromolecule.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

new features in visual dynamics 3.0

Visual Dynamics (VD) es una herramienta web que tiene como objetivo facilitar el uso y la aplicación de la Dinámica Molecular (MD) ejecutada en Gromacs, permitiendo a los usuarios sin familiaridad computacional ejecutar simulaciones de corto tiempo con fines de validación, demostración y enseñanza. Es cierto que los métodos cuánticos son los más precisos. Sin embargo, actualmente no existe factibilidad computacional para llevar a cabo los experimentos que realiza MD. La herramienta descrita aquí ha recibido mejoras continuas en el transcurso de los últimos años. Este protocolo describirá lo que se necesita para ejecutar una simulación en VD con un complejo proteína-ligando previamente preparado en ACPYPE y algunas instrucciones generales sobre los otros modelos de simulación disponibles. Para la simulación detallada, se utilizará la proteína de unión FK506 de Plasmodium vivax complejada con el inhibidor D5 (PDB ID: 4mgv) y se proporcionarán todos los archivos utilizados. Tenga en cuenta que este protocolo indicará todas las opciones que se utilizarán para lograr los mismos resultados presentados, pero estas opciones no son necesariamente las únicas disponibles.

According to the IUPAC definition, MD is the simulation procedure that consists of computing the motion of atoms in a molecule or of individual atoms or molecules in solids, liquids, and gases, according to Newton&#39;s laws of motion. The forces acting on atoms, necessary to simulate their motion, are commonly calculated using force fields from molecular mechanics1. It can be applied to any phenomenon that seeks to extract information at a molecular and often atomic level2.
MD is one of the techniques incorporated into bioinformatics, specifically structural bioinformatics. With it, it is possible to obtain kinetic and thermodynamic characteristics of biomolecular structures. For example, macromolecular stability, identification of allosteric sites, elucidation of mechanisms of enzymatic activity, molecular recognition and properties of complexes with small molecules, association between proteins, protein folding, and its hydration3. Furthermore, MD enables a wide range of studies, including molecular design (widely used in drug design), in determining the structure and its refinement (X-ray, NMR, and protein modeling)3. The results obtained at the end of an MD are the richest and most complete in terms of non-quantum simulation4.Classical MD is much more efficient than might be expected from a full consideration of the physics of biomolecular systems due to the number of substantial approximations. Notably, quantum dynamical effects are usually ignored3. However, implementing an MD experiment is not trivial5. It requires knowledge of computing, especially the Linux Terminal, as most structural bioinformatics software is made for it. Even with that knowledge, learning Gromacs commands and parametrization is another steep learning curve.
Since its first application to biology in 19776, much has evolved due to increased computational processing and improved coding. More than two decades ago, the first MD software intended for biological problems was launched, namely Gromacs7, AMBER8, and NAMD9.
Since their first versions, these software still remain the most used and cited. However, they continue with the same common implementation difficulties that plague researchers who are not computer specialists5.&#160;Some have complex installation and configuration steps, sometimes requiring extensive knowledge about the hardware it will run on to get the most out of it and highly computer-centric technical documentation. An easier way to interface with them, aside from the command line and infinite parameters, is needed.
An interface acts as an intermediary between the logical process to be performed and the human10. The paradigm of how software is executed has evolved as computing resources have improved. The first digital paradigm was the command line interfaces (CLI) followed by the evolution to the known graphical user interfaces (GUI)11. Following the evolutionary cycle, the interface produced by the World Wide Web (or simply WEB) is considered an evolution of GUIs11. These three paradigms currently co-exist depending on developers. CLI applications use textual commands on the operating system console. GUI applications, also called graphical desktops, use a graphical interface made up of windows, buttons, and other components. It is specific and pre-programmed for an operating system. The main difference from the CLI is the use of the mouse as an additional element in human-machine interaction12. WEB applications, despite being confused with a GUI, are more complex to develop but are more versatile and by far the most agile in operation. Furthermore, they only depend on an interpreter software called a browser, which makes it possible for the client application to communicate with the server through a network independent of the operating system13.
Structural bioinformatics software most commonly use CLI and GUI paradigms. Some examples of classic software that use CLI are Modeller14 for similarity modeling, Autodock15 for molecular docking, and Gromacs16 for molecular dynamics. Examples of software that adopt the GUI type are SwissPDBviewer17, Pymol18, VMD19, UCSF Chimera20, Autodock tools15, PyRx21, Biovia22, Maestro23, and Moe24, among others.
With the emergence of Hypertext Markup Language version 5 (HTML5)25, Cascading Style Sheets (CSS)26, and Javascript27 technologies, among others, many structural bioinformatics applications could be brought to the WEB, thus becoming more accessible. Examples of similarity modeling WEB servers are MODWEB28, which uses Modeller14 as a back-end and Swissmodel29. Examples of web application servers for molecular docking are Haddock30, Swissdock31, Cluspro32, Dockthor33, and others.
While structural analysis, modeling, and docking methodologies evolved from CLI paradigms to GUI and finally to WEB, MD continues to be mostly supported by command line execution (CLI type). Some good initiatives have emerged to improve this panorama. Examples of these initiatives are the implementation of plugins in existing software, such as QwikMD plugin to VMD34, GROMACS Plugin to PyMOL, and the Molecular Dynamics Simulation option in UCSF Chimera20, some new and easier CLI applications, such as ASGARD35, Gmx_qk36, and CHAPERONg37, and a robust web platform, BioBB-Wfs38.&#160;Although the use of these plugins and applications is an advance, their implementation is still a challenge for most unskilled researchers. Common difficulties include problems installing and configuring the MD software, which often compromise the full execution of the simulation5.
In 2022, the Visual Dynamics software for web-based computational simulation was made available by the Laborat&#243;rio de Bioinform&#225;tica e Qu&#237;mica Medicinal at Fiocruz Rond&#244;nia39. Its initial version was built in Python and Flask, allowing simulations of systems with free proteins (apoenzymes) for only 2 ns. Subsequently, it was enhanced to include an automated simulation version with ligands prepared using PRODRG40.
VD was built to assist all researchers in the field of structural biophysics, biotechnology, and related areas who have limitations in computational knowledge; the tool allows these researchers to test their hypotheses involving MD simulations from any operational system and without access to a high-performance computer (HPC). The purpose of this work is to present the new features of Visual Dynamics version 3.0. Additionally, it aims to introduce an updated usage protocol for the tool and highlight the limitations to be addressed in the future, along with usage statistics up to the present moment (Figure 1).

Autor destacado: Optimización de la dinámica visual para simplificar las simulaciones de dinámica molecular mediante Gromacs

Nuevas características de Visual Dynamics 3.0

Our objective is to provide the academic community with a tool that facilitates preparation and simulation using molecular dynamics. Is it possible to provide this goal in our web application? Is it possible for a beginner use it effectively?We seek to answer these questions with our software. There are many challenges in molecular dynamics. The ones that stand out among are the preparation in parameterization of ligands, the learning curve of simulation guidelines, the simulation time, and the implementation of new analysis.We are mainly addressing the learning curve for beginning research in creating a secret pipeline to guide all users, from beginners to advanced. The high demand for access to this tool demonstrates a gap in bioscience research. We believe that the development of this tool represents a significant advancement in the use and learning of molecular dynamics.Consequently, more people will be able to implement these tests in their research. In the future, we intend to expand the parameterization and execution of complex simulation with more force fields.

VD proporciona una ejecución de simulación totalmente autónoma que no requiere la intervención del usuario ni recursos computacionales proporcionados por el usuario. Después de enviar una simulación a la ejecución, el usuario puede abandonarla, apagar sus máquinas y la simulación continuará ejecutándose. También permite a los usuarios acceder a los resultados desde cualquier dispositivo, ya sea un portátil o un dispositivo móvil.
Como ejemplo del uso de VD en modo automatizado a ...

Visual Dynamics es una herramienta de código abierto que acelera las implementaciones y el aprendizaje en la simulación de dinámica molecular utilizando Gromacs. El protocolo presentado lo guiará a través de los pasos para realizar una simulación de proteína-ligando preparada en ACPYPE con facilidad y los pasos generales para otros modelos de simulación.

Visual Dynamics (VD) is a web tool that aims to facilitate the use and application of Molecular Dynamics (MD) executed in Gromacs, allowing users without ...

Research

JoVE Journal

Biochemistry

New Features in Visual Dynamics 3.0

412 vistas.  Oswaldo Cruz Rondônia Foundation. Nuestro objetivo es proporcionar a la comunidad académica una herramienta que facilite la preparación y simulación mediante el uso de la dinámica molecular. ¿Es posible proporcionar este objetivo en nuestra aplicación web? ¿Es posible que un principiante lo use de manera efectiva?Buscamos responder a estas preguntas con nuestro software. Hay muchos desafíos en la dinámica molecular. Entre los que se destacan se encuentran la preparación en pa...

Video: Autor destacado: Optimización de la dinámica visual para simplificar las simulaciones de dinámica molecular mediante Gromacs

Visual Dynamics (VD) is a web tool that aims to facilitate the use and application of Molecular Dynamics (MD) executed in Gromacs, allowing users without computational familiarity to run short-time simulations for validation, demonstration, and teaching purposes. It is true that quantum methods are the most accurate. However, there is currently no computational feasibility to carry out the experiments that MD performs. The tool described here has continuously received improvements over the course of the last couple of years. This protocol will describe what is needed to run a simulation in VD with a protein-ligand complex previously prepared in ACPYPE and some general directions on the other simulation models available. For the detailed simulation, the FK506-binding protein from Plasmodium vivax complexed with the inhibitor D5 (PDB ID: 4mgv) will be used, and all files used will be provided. Note that this protocol will tell every option to be used to achieve the same results presented, but these options are not necessarily the only ones available.

Visual Dynamics is an open-source tool that accelerates implementations and learning in molecular dynamics simulation using Gromacs. The presented protocol will guide you through the steps to perform a protein-ligand simulation prepared in ACPYPE with ease and general steps to other simulation models.

Investigación

Bioquímica

Molecular Dynamics Simulations with Visual Dynamics for Protein-Ligand Complex Studies

To begin, open the Visual Dynamics or VD webpage and click on login to access the system login screen. After logging in, the simulation submission area, tutorials, and usage statistics can be accessed. For APO enzymes simulation submission, click on new simulation in the sidebar and click on the button APO.Upload the free protein 4mgv. pdb file and select the AMBER94 Force field. Select the TIP3P water model, followed by the Cubic box.Select 0.5 nanometer distance between the protein and the box edge. Check the option run in our servers to execute the simulation. Using UCSF Chimera, open the protein ligand complex 4mgv.pdv, click residue, and set the code to D5I. Then under file, click save PDB, select save selected atoms only, set the file name to ligand. pdb, and click save.Go to the Bio2Byte ACPYPE server and submit the generated ligand. pdb file from the output files. Click on new simulation, followed by protein ligand.Upload the free protein 4mgv. pdb file and select the ligand files prepared in ACPYPE followed by MBER94 Force Field. Select the TIP3P water model followed by the Cubic box, and select 0.5 nanometer distance between protein and box edge.Check the option run in our servers to execute the simulation. Click on my simulations in the sidebar, and then on download MDP files to download the simulation configuration files used. Click commands to download the list of commands executed by the platform, and click GROMACS Log to download the LOG file containing GMX command outputs.Click results to download files generated by the GMX commands, and finally, click figure graphics to download graphs for analyzing each simulation step in image and XVG format to the computer. The protein backbone exhibited a root mean square deviation of less than 2.5 angstroms, and the radius of duration showed that the protein maintained its compactness in X, Y, and Z coordinates during the five nanosecond simulation. The average fluctuation distance of each amino acid in the protein structure, as shown by root mean square fluctuation, remained consistent throughout the five nanosecond simulation.The system stabilized with a maximum force of less than 1000 kilojoules per mol per nanometer during the energy minimization process.