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In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • Representative Results
  • Discussion
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

O Visual Dynamics é uma ferramenta de código aberto que acelera implementações e aprendizado em simulação de dinâmica molecular usando Gromacs. O protocolo apresentado irá guiá-lo através das etapas para realizar uma simulação proteína-ligante preparada no ACPYPE com facilidade e etapas gerais para outros modelos de simulação.

Abstract

A Dinâmica Visual (VD) é uma ferramenta web que visa facilitar o uso e a aplicação da Dinâmica Molecular (MD) executada no Gromacs, permitindo que usuários sem familiaridade computacional executem simulações de curta duração para fins de validação, demonstração e ensino. É verdade que os métodos quânticos são os mais precisos. No entanto, atualmente não há viabilidade computacional para realizar os experimentos que o MD realiza. A ferramenta descrita aqui tem recebido melhorias contínuas ao longo dos últimos dois anos. Este protocolo descreverá o que é necessário para executar uma simulação em VD com um complexo proteína-ligante previamente preparado em ACPYPE e algumas direções gerais sobre os outros modelos de simulação disponíveis. Para a simulação detalhada, será utilizada a proteína ligadora de FK506 de Plasmodium vivax complexada com o inibidor D5 (PDB ID: 4mgv), e todos os arquivos utilizados serão fornecidos. Observe que este protocolo dirá todas as opções a serem usadas para alcançar os mesmos resultados apresentados, mas essas opções não são necessariamente as únicas disponíveis.

Introduction

De acordo com a definição da IUPAC, MD é o procedimento de simulação que consiste em calcular o movimento de átomos em uma molécula ou de átomos individuais ou moléculas em sólidos, líquidos e gases, de acordo com as leis do movimento de Newton. As forças que atuam sobre os átomos, necessárias para simular seu movimento, são comumente calculadas usando campos de força da mecânica molecular1. Pode ser aplicado a qualquer fenômeno que busque extrair informações em nível molecular e muitas vezes atômico2.

A DM é uma das técnicas incorporadas à bioinformática, especificamente à bioinformática estr....

Protocol

1. Acesso ao software e registro de novo usuário

  1. Visite a página da Web do Visual Dynamics (VD). Clique no ícone +Registrar no canto superior direito para criar uma conta. Registre-se para usar o software.
    NOTA: Somente endereços de e-mail institucionais são permitidos. O usuário receberá uma notificação por e-mail assim que seu registro for aprovado.
  2. Clique em Login no canto superior direito para acessar a tela de login do sistema. Preenc.......

Representative Results

O VD fornece uma execução de simulação totalmente autônoma que não requer intervenção do usuário ou recursos computacionais fornecidos pelo usuário. Depois de enviar uma simulação para execução, o usuário pode deixá-la, desligar suas máquinas e a simulação continuará em execução. Ele também permite que os usuários acessem os resultados de qualquer dispositivo, seja um laptop ou dispositivo móvel.

Como exemplo de uso de VD em modo automatizado através da WEB, o teste f.......

Discussion

Automatizar processos não é fácil, mas também é menos difícil do que reprogramar um sistema do zero. Gromacs é atualmente o software de simulação molecular mais popular e é constantemente atualizado. O Departamento de Química Biofísica da Universidade de Groningen inicialmente o desenvolveu, e agora é mantido pelo Laboratório de Ciências da Vida da Universidade de Estocolmo43.

Para qualquer novo usuário, aprender técnicas de simulação é uma longa jor.......

Acknowledgements

Este trabalho contou com o apoio da Fundação Oswaldo Cruz (Fiocruz), da Fundação para o Desenvolvimento Científico e Tecnológico em Saúde (Fiotec), do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Epidemiologia da Amazônia Ocidental - INCT-EpiAmO, da Fundação Rondônia de Amparo ao Desenvolvimento das Ações Científicas e Tecnológicas e à Pesquisa do Estado de Rondônia (FAPERO), a Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) e o Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).

....

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
ACPYPE ServerBio2ByteAvailable at https://www.bio2byte.be/acpype/
GRACE softwarePlasma Laboratory at the Weizmann Institute of ScienceAvailable at https://plasma-gate.weizmann.ac.il/Grace/
GROMACS softwareGROMACS TeamInstallation instructions at https://manual.gromacs.org/current/install-guide/index.html
The structure of the FK506-binding protein
From Plasmodium vivax complexed with the
inhibitor D5
RCSB Protein Data BankAvailable at https://www.rcsb.org/structure/4mgv
Already contains the ligand complexed to the macromolecule.

References

  1. . . The IUPAC Compendium of Chemical Terminology: The Gold Book. , (2019).
  2. Karplus, M., McCammon, J. A. Molecular dynamics simulations of biomolecules. Nat Str Biol. 9 (9), 646-652 (2002).
  3. Adcock, S. A., McCammon, J. A.

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