Protein Dinamika: Mesin mensimulasikan gerakan protein milidetik-besaran, tetapi beberapa sistem catatan memiliki keterbatasan

Superkomputer Anton kini online dan siap untuk melipat protein. DE Shaw Research, yang dirancang dan dibangun Anton paralel secara besar-besaran, akhirnya telah diverifikasi.

Komputer dilakukan dua jenis simulasi sistem yang sudah dipelajari: Pada pertama, simulasi Anton 100-mikrodetik dari FiP35 protein domain menunjukkan bahwa domain lipatan dan terbentang dalam perkembangan yang sama setiap kali-langkah mengejutkan beberapa peneliti. Simulasi kedua melibatkan sebuah studi, lagi satu milidetik dari dinamika inhibitor protein sudah dilipat tripsin pankreas sapi (BPTI), yang mengeksplorasi gerakan rumit protein dalam air. Hasil diterbitkan di Science (2010, 330, 341).

"Karya ini menunjukkan bahwa mesin mereka benar-benar dapat melakukan tugas-tugas yang mereka usulkan," ujar Vijay Pande, seorang profesor kimia asosiasi di Stanford University dan pembuat lipat @ proyek rumah, yang memanfaatkan komputer rumah relawan 'untuk melakukan perhitungan protein komputasi secara intensif.

Anton dibangun semata-mata untuk tujuan dinamika molekul (MD) simulasi perilaku dari molekul-molekul biologis yang besar. Mesin, yang menyelesaikan lebih dari setahun yang lalu, taruhannya klaimnya menjadi terkenal pada kemampuannya untuk melakukan simulasi panjang yang tidak mungkin dilakukan di superkomputer saat ini. Hasil baru menandai uji signifikan pertama kecakapan Anton.

MD simulasi, yang melacak gerakan setiap atom dalam molekul besar, terbatas dalam skala waktu mereka dengan kekuatan komputer dan arsitektur. Hal ini dapat mencapai bulanan, sebuah sistem superkomputer untuk mensimulasikan hanya puluhan mikrodetik dinamika protein's. Tapi banyak protein lipat pada skala waktu milidetik.

Anton, penciptanya melaporkan, ia mampu melakukan simulasi milidetik-panjang sistem yang mengandung puluhan ribu atom dalam 100-hari 100 kali lebih cepat dibandingkan dengan superkomputer saat ini.

David E. Shaw, kepala ilmuwan di Shaw Research, menceritakan C & EN bahwa Anton sekarang mensimulasikan protein dengan perilaku lipat lebih rumit. "Kami sekarang memiliki beberapa hasil awal menggembirakan pada lipat protein tertentu yang dikenal lipat lebih lambat daripada yang diteliti dalam kertas Science," katanya.

Baru-baru ini, Shaw Penelitian menyumbangkan komputer lain Anton ke Pittsburgh Supercomputing Center untuk digunakan penelitian oleh universitas-universitas dan lembaga nirlaba lainnya melalui Sumber Daya Nasional untuk Biomedis Supercomputing.

Kelompok Schulten merupakan salah satu dari 45 yang diberikan waktu pada mesin oleh National Science Foundation. Kelompoknya mulai simulasi minggu lalu, dan "itu bekerja sangat baik," katanya.