Articulo de referencia

GROMOS

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GROningen MOlecular Simulation (GROMOS) es el nombre de un campo de fuerza para simulación de dinámica molecular y un paquete de software informático relacionado , que se desarrolló hasta 1990 en la Universidad de Groningen y en el Grupo de Química Asistida por Computadora [ 1 ] del Laboratorio de Química Física [ 2 ] del Instituto Federal Suizo de Tecnología ( ETH Zúrich ). En Groningen, Herman Berendsen participó en su desarrollo. [ 3 ] Actualmente, el desarrollo es un esfuerzo de colaboración entre el grupo de investigación de Wilfred van Gunsteren, los grupos de investigación de Philippe Hünenberger y Sereina Riniker en ETH Zúrich, Chris Oostenbrink en la Universidad BOKU de Viena, Austria , y Niels Hansen en la Universidad de Stuttgart , Alemania .

El campo de fuerza de átomo unido se optimizó con respecto a las propiedades de la fase condensada de los alcanos , [ 4 ] moléculas polares [ 5 ] y moléculas cargadas. [ 6 ]

Versiones

GROMOS87

Los átomos de hidrógeno alifáticos y aromáticos se incluyeron implícitamente al representar el átomo de carbono y los átomos de hidrógeno unidos como un grupo centrado en el átomo de carbono, un campo de fuerza de átomo unificado. Los parámetros de fuerza de van der Waals se derivaron de cálculos de las estructuras cristalinas de hidrocarburos y de aminoácidos utilizando radios de corte no enlazados cortos (0,8 nm). [ 7 ] 

GROMOS96

En 1996, se publicó una reescritura sustancial del paquete de software. [ 8 ] [ 9 ] El campo de fuerza también se mejoró, por ejemplo, de la siguiente manera: los grupos CH n alifáticos se representaron como átomos unidos con interacciones de van der Waals reparametrizadas en base a una serie de simulaciones de dinámica molecular de alcanos líquidos modelo utilizando  radios de corte no enlazados largos (1,4 nm). [ 10 ] Esta versión se está refinando continuamente y hay varios conjuntos de parámetros diferentes disponibles. GROMOS96 incluye estudios de dinámica molecular, dinámica estocástica y minimización de energía . El componente de energía también fue parte del GROMOS anterior, llamado GROMOS87. GROMOS96 fue planificado y concebido durante un tiempo de 20 meses. El paquete está hecho de 40 programas diferentes, cada uno con una función esencial diferente. Dos ejemplos de programas importantes dentro de GROMOS96 son PROGMT, encargado de construir la topología molecular , y PROPMT, que transforma la topología molecular clásica en la topología molecular de integral de trayectoria.

GROMOS05

En 2005 se introdujo una versión actualizada del paquete de software. [ 11 ]

GROMOS11 versión 1.6.1

La versión actual de GROMOS se publicó en noviembre de 2023 y se actualizó en abril de 2024. Desde el lanzamiento de GROMOS11, el paquete consta de dos subpaquetes: gromos++ y md++. El paquete gromos++ incluye numerosos programas más pequeños que facilitan la configuración y el análisis de simulaciones moleculares. El paquete md++ contiene los motores de dinámica molecular propiamente dichos, capaces de realizar minimizaciones de energía, simulaciones dinámicas estocásticas y simulaciones de dinámica molecular. Estos motores pueden incorporar cálculos de energía libre (alquímica) o métodos de muestreo mejorados.

Las nuevas funcionalidades de la versión 1.6.1 incluyen soporte para átomos virtuales con interacciones no enlazadas, campo de reacción desplazado, [ 12 ] red neuronal de región de búfer, [ 13 ] TI combinado con (A-)EDS [ 14 ] y MD acelerada gaussiana selectiva . [ 15 ]

Conjuntos de parámetros

Algunos de los conjuntos de parámetros del campo de fuerza se basan en el campo de fuerza GROMOS. La versión A se aplica a soluciones en fase condensada de proteínas , nucleótidos y azúcares . La versión B se aplica a moléculas aisladas (fase gaseosa).

54

  • 54A8 [ 6 ] - recalibración de los parámetros de interacción no enlazada para las cadenas laterales de aminoácidos cargadas, basadas en análogos de cadenas laterales iónicas.
  • 54A7 [ 16 ] - 53A6 tomados y ajustados términos de ángulo de torsión para reproducir mejor las propensiones helicoidales, repulsión alterada N–H, C=O, nuevo grupo de carga CH 3 , parametrización de Na + y Cl para mejorar la energía libre de hidratación y nuevos diedros impropios.
  • 54B7 [ 16 ] - 53B6 en vacío tomado y cambiado de la misma manera que 53A6 a 54A7.

53

  • 53A5 [ 5 ] - optimizado mediante un primer ajuste para reproducir las propiedades termodinámicas de líquidos puros de una gama de moléculas polares pequeñas y las entalpías libres de solvatación de análogos de aminoácidos en ciclohexano , es una expansión y renumeración de 45A3.
  • 53A6 [ 5 ] - 53A5 cargas parciales tomadas y ajustadas para reproducir entalpías libres de hidratación en agua, recomendadas para simulaciones de biomoléculas en agua explícita.

45

  • 45A3 [ 4 ] - adecuado para aplicar a agregados lipídicos como membranas y micelas , para sistemas mixtos de alifáticos con o sin agua, para polímeros y otros sistemas apolares que pueden interactuar con diferentes biomoléculas.
  • 45A4 [ 17 ] - 45A3 reparametrizado para mejorar la representación del ADN .

43

Véase también

Referencias

  1. Grupo de Química Asistida por Computadora, ETH Zúrich
  2. Laboratorio de Química Física, ETH Zúrich
  3. «Premio Berni J. Alder CECAM» . Centro europeo de cálculo atómico y molecular. Archivado desde el original el 13 de abril de 2016 . Consultado el 25 de abril de 2016 .
  4. 1 2 Schuler, LD; Daura, X.; van Gusteren, WF "Un campo de fuerza GROMOS96 mejorado para hidrocarburos alifáticos en fase condensada". Journal of Computational Chemistry . 22 (11): 1205– 1218. doi : 10.1002/jcc.1078 .
  5. 1 2 3 Oostenbrink, C.; Villa, A.; Mark, AE; van Gunsteren, W. (2004). "Un campo de fuerza biomolecular basado en la entalpía libre de hidratación y solvatación: los conjuntos de parámetros del campo de fuerza GROMOS 53A5 y 53A6". Journal of Computational Chemistry . 25 : 1656–1676 . doi : 10.1002/Jcc.20090 .
  6. 1 2 Reif, Maria M.; Hünenberger, Philippe H.; Oostenbrink, Chris (2012-05-24). "Nuevos parámetros de interacción para cadenas laterales de aminoácidos cargados en el campo de fuerza GROMOS" . Journal of Chemical Theory and Computation . 8 (10): 3705– 3723. doi : 10.1021/ct300156h . ISSN 1549-9618 . 
  7. ^ WF van Gunsteren y HJC Berendsen, Manual de la biblioteca de simulación molecular de Groningen (GROMOS) , BIOMOS bv, Groningen, 1987.
  8. ^ van Gunsteren, WF; Billeter, SR; Eising, AA; Hünenberger, PH; Krüger, P.; Marcos, AE; Scott, WRP; Tironi, IG Simulación biomolecular: manual y guía del usuario de GROMOS96 ; vdf Hochschulverlag AG an der ETH Zürich y BIOMOS bv: Zürich, Groningen, 1996.
  9. "El paquete de programas de simulación biomolecular GROMOS", WRP Scott, PH Huenenberger, IG Tironi, AE Mark, SR Billeter, J. Fennen, AE Torda, T. Huber, P. Krueger y WF van Gunsteren. J. Phys. Chem. A , 103 , 3596–3607.
  10. "Un campo de fuerza GROMOS96 mejorado para hidrocarburos alifáticos en fase condensada". Journal of Computational Chemistry 22 (11), agosto de 2001, 1205–1218 por Lukas D. Schuler, Xavier Daura, Wilfred F. van Gunsteren.
  11. Christen, M; Hünenberger, PH; Bakowies, D; et al. (diciembre de 2005). "El software GROMOS para simulación biomolecular: GROMOS05". J Comput Chem . 26 : 1719–51 . doi : 10.1002/jcc.20303 . PMID 16211540 .  
  12. Kubincová, Alžbeta; Riniker, Sereina; Hünenberger, Philippe H. (2020). "Electrostática del campo de reacción en simulaciones de dinámica molecular: desarrollo de un esquema conservativo compatible con un corte atómico" . Physical Chemistry Chemical Physics . 22 (45): 26419– 26437. doi : 10.1039/D0CP03835K . hdl : 20.500.11850/454775 . ISSN 1463-9076 . 
  13. Lier, Bettina; Poliak, Peter; Marquetand, Philipp; Westermayr, Julia; Oostenbrink, Chris (2022-05-05). "BuRNN: Buffer Region Neural Network Approach for Polarizable-Embedding Neural Network/Molecular Mechanics Simulations" . The Journal of Physical Chemistry Letters . 13 (17): 3812– 3818. doi : 10.1021/acs.jpclett.2c00654 . ISSN 1948-7185 . PMC 9082612. PMID 35467875 .   
  14. Gracia Carmona, Oriol; Gillhofer, Michael; Tomasiak, Lisa; De Ruiter, Anita; Oostenbrink, Chris (2023-06-13). "Muestreo acelerado de distribución envolvente para sondear la presencia de moléculas de agua" . Journal of Chemical Theory and Computation . 19 (11): 3379– 3390. doi : 10.1021/acs.jctc.3c00109 . ISSN 1549-9618 . PMC 10269333. PMID 37167545 .   
  15. Gracia Carmona, Oriol; Oostenbrink, Chris (26 de septiembre de 2023). "Dinámica molecular acelerada gaussiana flexible para mejorar el muestreo biológico" . Journal of Chemical Theory and Computation . 19 (18): 6521– 6531. doi : 10.1021/acs.jctc.3c00619 . ISSN 1549-9618 . PMC 10536968. PMID 37649349 .   
  16. 1 2 Schmid, N.; Eichenberger, A.; Choutko, A.; Riniker, S.; Winger, M.; Mark, A.; van Gunsteren, W. (2011). "Definición y prueba de las versiones 54A7 y 54B7 del campo de fuerza GROMOS". European Biophysics Journal . 40 (7): 843– 856. doi : 10.1007/s00249-011-0700-9 . hdl : 20.500.11850/38976 .
  17. Soares, TA; Hünenberger, PH; Kastenholz, MA; Kräutler, V.; Lenz, T.; Lins, RD; Oostenbrink, C.; van Gunsteren, WF (2005). "Un conjunto de parámetros de ácidos nucleicos mejorado para el campo de fuerza GROMOS". Journal of Computational Chemistry . 26 (7): 725– 737. doi : 10.1002/jcc.20193 .
  18. 1 2 van Gunsteren, WF, Billeter, SR, Eking, AA, Hiinenberger, PH, Kriiger, P., Mark, AE, Scott, WRP y Tironi, IG, Simulación biomolecular, Manual y guía del usuario de GROMOS96 , vdf Hochschulverlag AG an der ETH Ziirich y BIOMOS bv, Zurich, Groningen, 1996.
  • Sitio web oficial
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