Dinámica molecular visual

Visual Molecular Dynamics ( VMD ) es un programa informático de modelado y visualización molecular . ^{[ 2 ]} VMD se desarrolló principalmente como una herramienta para ver y analizar los resultados de simulaciones de dinámica molecular. También incluye herramientas para trabajar con datos volumétricos, datos de secuencia y objetos gráficos arbitrarios. Las escenas moleculares se pueden exportar a herramientas de renderizado externas como POV-Ray , RenderMan , Tachyon , Virtual Reality Modeling Language ( VRML ) y muchas otras. Los usuarios pueden ejecutar sus propios scripts de Tcl y Python dentro de VMD, ya que incluye intérpretes de Tcl y Python integrados. VMD se ejecuta en Unix , Apple Mac macOS y Microsoft Windows . ^{[ 3 ]} VMD está disponible para usuarios no comerciales bajo una licencia específica de distribución que permite tanto el uso del programa como la modificación de su código fuente, sin cargo alguno. ^{[ 4 ]}

VMD se ha desarrollado bajo la égida del investigador principal Klaus Schulten en el grupo de Biofísica Teórica y Computacional en el Instituto Beckman para la Ciencia y la Tecnología Avanzadas , Universidad de Illinois en Urbana-Champaign . ^{[ 5 ] [ 6 ]} Un programa precursor, llamado VRChem, fue desarrollado en 1992 por Mike Krogh, William Humphrey y Rick Kufrin. La versión inicial de VMD fue escrita por William Humphrey, Andrew Dalke, Ken Hamer, Jon Leech y James Phillips. ^{[ 7 ]} Fue lanzado en 1995. ^{[ 7 ] [ 8 ]} Las primeras versiones de VMD se desarrollaron para estaciones de trabajo Silicon Graphics y también podían ejecutarse en un entorno virtual automático de cueva (CAVE) y comunicarse con una simulación de Dinámica Molecular a Nanoescala ( NAMD ). ^{[ 2 ]} VMD fue desarrollado posteriormente por A. Dalke, W. Humphrey, J. Ulrich en 1995–1996, seguidos por Sergei Izrailev y J. Stone durante 1997–1998. En 1998, John Stone se convirtió en el desarrollador principal de VMD, portando VMD a muchos otros sistemas operativos Unix y completando la primera versión OpenGL con todas las funciones . ^{[ 9 ]} La primera versión de VMD para la plataforma Microsoft Windows se lanzó en 1999. ^{[ 10 ]} En 2001, Justin Gullingsrud, Paul Grayson y John Stone agregaron soporte para dispositivos de retroalimentación háptica y desarrollaron aún más la interfaz entre VMD y NAMD para realizar simulaciones interactivas de dinámica molecular. ^{[ 11 ] [ 12 ]} En desarrollos posteriores, Jordi Cohen, Gullingsrud y Stone reescribieron por completo las interfaces gráficas de usuario, agregaron soporte integrado para la visualización y el procesamiento de datos volumétricos, ^{[ 13 ]} y el uso del lenguaje de sombreado OpenGL . ^{[ 14 ]}

VMD puede comunicarse con otros programas mediante Tcl / Tk . ^{[ 3 ]} Esta comunicación permite el desarrollo de varios complementos externos que funcionan junto con VMD. Estos complementos amplían el conjunto de funciones y herramientas de VMD, convirtiéndolo en uno de los programas más utilizados en química computacional , biología y bioquímica.

Aquí hay una lista de algunos complementos VMD desarrollados usando Tcl/Tk:

• Delphi Force: cálculo y visualización de la fuerza electrostática ^{[ 15 ]}
• Plugin Pathways: identifica las vías de transferencia de electrones dominantes y estima el efecto túnel electrónico del donador al aceptor.
• Complemento Check Sidechains: comprueba y ayuda a seleccionar la mejor orientación y estado de protonación para las cadenas laterales de Asn, Gln e His.
• Complemento MultiMSMS: almacena en caché los cálculos de MSMS para acelerar la animación de una secuencia de fotogramas.
• Dinámicas esenciales interactivas: visualización interactiva de las dinámicas esenciales.
• Mead Ionize: versión mejorada de autoionización para sistemas altamente cargados.
• Scripts VMD de Andriy Anishkin: Muchos scripts VMD útiles para visualización y análisis.
• Herramienta de trayectorias RMSD: versión de desarrollo del complemento RMSD para trayectorias.
• Herramienta de agrupamiento: visualiza grupos de conformaciones de una estructura.
• iTrajComp: herramienta interactiva de comparación de trayectorias
• Intercambio: intercambio de coordenadas atómicas para una mejor alineación RMSD.
• Intervor: extracción y visualización de la interfaz proteína-proteína.
• SurfVol — Mide el área de superficie y el volumen de las proteínas ^{[ 16 ]}
• vmdICE — Complemento para calcular RMSD, RMSF, SASA y otras cantidades que varían con el tiempo ^{[ 17 ]}
• molUP - Un complemento VMD para manejar cálculos QM y ONIOM usando el software Gaussian ^{[ 18 ]}
• VMD Store: una extensión de VMD que ayuda a los usuarios a descubrir, instalar y actualizar otros complementos de VMD. ^{[ 19 ]}

• Sitio web oficial
• VMD en GPU
• Correa para banco de trabajo de proteínas