A Guide to Biomolecular Simulations

شبیه‌سازی‌های دینامیک مولکولی در جایگزینی دیدگاه ما از پروتئین‌ها به‌عنوان ساختارهای نسبتاً سفت و سخت با درک این موضوع که آنها سیستم‌های دینامیکی هستند، که حرکات درونی آن‌ها نقش عملکردی دارند، بسیار مفید شده‌اند. در طول سال‌ها، چنین شبیه‌سازی‌هایی به بخش مرکزی بیوفیزیک تبدیل شده‌اند. کاربردهای دینامیک مولکولی در بیوفیزیک در بسیاری از زمینه ها وجود دارد. آنها در تعیین ساختار ماکرومولکول ها با داده های اشعه ایکس و NMR، مدل سازی ساختارهای ناشناخته از توالی آنها، مطالعه مکانیسم های آنزیمی، تخمین انرژی های آزاد اتصال به لیگاند، ارزیابی نقش تغییر ساختاری در عملکرد پروتئین و طراحی دارو برای اهداف ساختارهای شناخته شده

کاربرد گسترده دینامیک مولکولی و متدولوژی‌های مرتبط نشان می‌دهد که داشتن یک دوره آموزشی مقدماتی که توسط آن دانش‌آموزان با پیش‌زمینه نسبتاً محدود در شیمی، زیست‌شناسی و سواد کامپیوتر می‌توانند این درس را بیاموزند، مفید خواهد بود. مبانی این رشته این راهنمای شبیه‌سازی‌های زیست مولکولی سعی می‌کند این نیاز را برطرف کند. راهنما شامل شش فصل است که مبانی این رشته را ارائه می‌کند و شش فصل که خواننده را با کاربردهای تخصصی‌تر اما مهم روش‌شناسی آشنا می‌کند.

Molecular dynamics simulations have become instrumental in replacing our view of proteins as relatively rigid structures with the realization that they were dynamic systems, whose internal motions play a functional role. Over the years, such simulations have become a central part of biophysics. Applications of molecular dynamics in biophysics range over many areas. They are used in the structure determination of macromolecules with x-ray and NMR data, the modelling of unknown structures from their sequence, the study of enzyme mechanisms, the estimation of ligand-binding free energies, the evaluation of the role of conformational change in protein function, and drug design for targets of known structures.

The widespread application of molecular dynamics and related methodologies suggests that it would be useful to have available an introductory self-contained course by which students with a relatively limited background in chemistry, biology and computer literacy, can learn the fundamentals of the field. This Guide to Biomolecular Simulations tries to fill this need. The Guide consists of six chapters which provide the fundamentals of the field and six chapters which introduce the reader to more specialized but important applications of the methodology.