#نرم_افزارهای_مفید
SAMSON (Software for Adaptive Modeling and Simulation Of Nanosystems)
یک نرم افزار برای شبیه سازی و مدلینگ سیستم های نانو و مواد نانو است که به وسیله ی گروه NANO-D توسعه داده شده است. این نرم افزار مدل سازی مناسبی برای انواع دمین های علم نانو شامل علوم مواد، علوم زیستی، فیزیک ، الکترونیک و شیمی کاربرد دارد.
شبیه سازی و مدل سازی:
نرم افزار SAMSON سیستم های نانو را با استفاده از 4 دسته از مدل ها ارائه می دهد:
• مدل های ساختاری-که توصیف هندسه و توپولوژی را ارائه می دهد.
• مدل های بصری-حالت های گرافیکی را ارائه می دهد.
• مدل های داینامیکی-درجه آزادی داینامیک مولکولی را بیان می کند.
• مدل تعاملی-که انرژی ها و نیروها را ارائه می دهد.
این نرم افزار امروزه به فراوانی برای شبیه سازی مواد در ابعاد نانویی مورد استفاده قرار می گیرد. مزیت اصلی این نرم افزار سرعت بالای شبیه سازی و پردازش داده ها است. این نرم افزار با استفاده از برنامه C++ نوشته شده است. در شکل زیر محیط گرافیکی این نرم افزار برای مشاهده سیستم شبیه سازی شده را مشاهده می کنیم.
@computational_science
SAMSON (Software for Adaptive Modeling and Simulation Of Nanosystems)
یک نرم افزار برای شبیه سازی و مدلینگ سیستم های نانو و مواد نانو است که به وسیله ی گروه NANO-D توسعه داده شده است. این نرم افزار مدل سازی مناسبی برای انواع دمین های علم نانو شامل علوم مواد، علوم زیستی، فیزیک ، الکترونیک و شیمی کاربرد دارد.
شبیه سازی و مدل سازی:
نرم افزار SAMSON سیستم های نانو را با استفاده از 4 دسته از مدل ها ارائه می دهد:
• مدل های ساختاری-که توصیف هندسه و توپولوژی را ارائه می دهد.
• مدل های بصری-حالت های گرافیکی را ارائه می دهد.
• مدل های داینامیکی-درجه آزادی داینامیک مولکولی را بیان می کند.
• مدل تعاملی-که انرژی ها و نیروها را ارائه می دهد.
این نرم افزار امروزه به فراوانی برای شبیه سازی مواد در ابعاد نانویی مورد استفاده قرار می گیرد. مزیت اصلی این نرم افزار سرعت بالای شبیه سازی و پردازش داده ها است. این نرم افزار با استفاده از برنامه C++ نوشته شده است. در شکل زیر محیط گرافیکی این نرم افزار برای مشاهده سیستم شبیه سازی شده را مشاهده می کنیم.
@computational_science
بعد از برگزاری همایش بیوانفورماتیک و بیوشیمی محاسباتی در دانشگاه آزاد رودهن و دانشگاه تبریز این دفعه افتخار حضور در دانشگاه الزهرا در روز دوشنبه تاریخ ۲۷ اردیبهشت را داریم،
#نرم_افزارهای_مفید
Multi-Scale Simulation and Multi-scale Modeling in Biomolecular System
شبیه سازی چندمقیاسی (Multi-Scale) به فرایند شبیه سازی اطلاق می شود که در آن با توجه به سطح پیچیدگی سیستم های زیستی شبیه سازی در سطوح مختلفی شامل شبیه سازی دانه درشت(coarse-grained) و تمام اتم (all atom) در ترکیب با هم صورت می گیرند. مطالعه پدیده هایی مثل خاصیت selfassembling ماکرومولکول ها، سیستم های غشایی، پدیده لیگاند-بایندینگ و فولدینگ پروتئین ها با استفاده از شبیه سازی داینامیک مولکولی تمام اتم بسیار پیچیده است و زمان بر و هزینه بر خواهد بود و لازم است این مطالعات با استفاده از شبیه سازی دانه درشت صورت گیرد.
به طور کلی و همانطور که در شکل زیر مشاهده می شود شبیه سازی در سطوح مختلفی صورت می گیرد که هر کدام از سطوح زمان خاص خود را دارند که برخی مواقع با توجه به زمان در دسترس، سیستم زیستی مورد مطالعه و سیستم های محاسباتی موجود، نیاز است که این سطوح در ارتباط و تلفیق با هم صورت گیرند. ( Multi-Scale Simulation )
@computational_science
Multi-Scale Simulation and Multi-scale Modeling in Biomolecular System
شبیه سازی چندمقیاسی (Multi-Scale) به فرایند شبیه سازی اطلاق می شود که در آن با توجه به سطح پیچیدگی سیستم های زیستی شبیه سازی در سطوح مختلفی شامل شبیه سازی دانه درشت(coarse-grained) و تمام اتم (all atom) در ترکیب با هم صورت می گیرند. مطالعه پدیده هایی مثل خاصیت selfassembling ماکرومولکول ها، سیستم های غشایی، پدیده لیگاند-بایندینگ و فولدینگ پروتئین ها با استفاده از شبیه سازی داینامیک مولکولی تمام اتم بسیار پیچیده است و زمان بر و هزینه بر خواهد بود و لازم است این مطالعات با استفاده از شبیه سازی دانه درشت صورت گیرد.
به طور کلی و همانطور که در شکل زیر مشاهده می شود شبیه سازی در سطوح مختلفی صورت می گیرد که هر کدام از سطوح زمان خاص خود را دارند که برخی مواقع با توجه به زمان در دسترس، سیستم زیستی مورد مطالعه و سیستم های محاسباتی موجود، نیاز است که این سطوح در ارتباط و تلفیق با هم صورت گیرند. ( Multi-Scale Simulation )
@computational_science
#نرم_افزارهای_مفید
****مثال****
Multi-scale Simulations of Ligands Binding to HIV-1 Protease
شبیه سازی چندمقیاسی (coarse-grained Brownian dynamics simulations and all-atom molecular dynamics simulations in implicit solvent) برای بررسی فرایندهای اتصال لیگاند به پروتئین HIV-1 پروتئاز استفاده شد و مکانیسم های اتصال را مشخص کرد. در این حالت لیگاندی که به پروتئین HIV-1 پروتئاز وصل می شود به صورت دانه درشت شبیه سازی می شود و خود پروتئین HIV-1 پروتئاز به صورت تمام اتم شبیه سازی می شود که این حالت باعث می شود که در مقیاس زمانی مناسب اطلاعات مورد نیاز به دست آید که این حالت در شکل زیر مشخص است.
@computational_science
****مثال****
Multi-scale Simulations of Ligands Binding to HIV-1 Protease
شبیه سازی چندمقیاسی (coarse-grained Brownian dynamics simulations and all-atom molecular dynamics simulations in implicit solvent) برای بررسی فرایندهای اتصال لیگاند به پروتئین HIV-1 پروتئاز استفاده شد و مکانیسم های اتصال را مشخص کرد. در این حالت لیگاندی که به پروتئین HIV-1 پروتئاز وصل می شود به صورت دانه درشت شبیه سازی می شود و خود پروتئین HIV-1 پروتئاز به صورت تمام اتم شبیه سازی می شود که این حالت باعث می شود که در مقیاس زمانی مناسب اطلاعات مورد نیاز به دست آید که این حالت در شکل زیر مشخص است.
@computational_science
#نرم_افزارهای_مفید شکل سمت چپ لیگاند XK263 در اتصال با پروتئین HIV-1 پروتئاز را نشان می دهد و شکل سمت راست حالت های مختلف لیگاند XK263 را نشان می دهد. @computational_science
#نرم_افزارهای_مفید
LOMETS (Local Meta-Threading-Server)-UNIVERSITY OF MICHIGAN
نر مافزار LOMETS یک نرم افزار آنلاین است که برای پیشگویی ساختار 3 بعدی پروتئین ها به کار می رود. این نرم افزار مدل های 3 بعدی با امتیاز بالا از آلاینمنت رشته الگو برای کاربر فراهم می کند. که برای این کار از 9 برنامه های تریدینگی که به صورت local در کامپیوتر نصب می شوند استفاده می کند. که این برنامه ها شامل (FFAS-3D, HHsearch, MUSTER, pGenTHREADER, PPAS, PRC, PROSPECT2, SP3, and SPARKS-X) است. نصب local این برنامه ها باعث می شود که سرعت مدل کردن ساختارها افزایش یابد و همچنین دقت کار بالا رود. پیشگویی ساختار 3 بعدی که وب سرور LOMETS انجام می دهد حداقل 7% دقیق تر از کامپیوترهای شخصی پیش بینی ساختار سوم است.
بعد از وارد کردن اطلاعات ورودی، این وب سرویس حدود 160 مدل را به ما ارائه می دهد که از بین این مدل ها 10 مدل برتر انتخاب می شوند و آنالیزها و مطالعات بر روی این 10 مدل ادامه می یابد. انتخاب مدل های برتر بر اساس امتیاز-z (z-score) می باشد و هر مدلی که امتیاز-z کمتری داشته باشد به عنوان مدل برتر انتخاب می شود. برای مطالعه بیشتر می توانید به لینک زیر مراجعه فرمایید.
http://zhanglab.ccmb.med.umich.edu/LOMETS/
@computational_science
LOMETS (Local Meta-Threading-Server)-UNIVERSITY OF MICHIGAN
نر مافزار LOMETS یک نرم افزار آنلاین است که برای پیشگویی ساختار 3 بعدی پروتئین ها به کار می رود. این نرم افزار مدل های 3 بعدی با امتیاز بالا از آلاینمنت رشته الگو برای کاربر فراهم می کند. که برای این کار از 9 برنامه های تریدینگی که به صورت local در کامپیوتر نصب می شوند استفاده می کند. که این برنامه ها شامل (FFAS-3D, HHsearch, MUSTER, pGenTHREADER, PPAS, PRC, PROSPECT2, SP3, and SPARKS-X) است. نصب local این برنامه ها باعث می شود که سرعت مدل کردن ساختارها افزایش یابد و همچنین دقت کار بالا رود. پیشگویی ساختار 3 بعدی که وب سرور LOMETS انجام می دهد حداقل 7% دقیق تر از کامپیوترهای شخصی پیش بینی ساختار سوم است.
بعد از وارد کردن اطلاعات ورودی، این وب سرویس حدود 160 مدل را به ما ارائه می دهد که از بین این مدل ها 10 مدل برتر انتخاب می شوند و آنالیزها و مطالعات بر روی این 10 مدل ادامه می یابد. انتخاب مدل های برتر بر اساس امتیاز-z (z-score) می باشد و هر مدلی که امتیاز-z کمتری داشته باشد به عنوان مدل برتر انتخاب می شود. برای مطالعه بیشتر می توانید به لینک زیر مراجعه فرمایید.
http://zhanglab.ccmb.med.umich.edu/LOMETS/
@computational_science
#با_تشکر
بعد از برگزاری 5 همایش و سخنرانی موفق در 5 تا از دانشگاه های خوب کشور مانند دانشگاه تهران، دانشگاه تبریز، دانشگاه الزهرا، دانشگاه صنعتی اصفهان و دانشگاه رودهن امیدوارم در بقیه دانشگاه های کشور که برای دور دوم رزرو شده اند نیز بتوانیم این وظیفه را به درستی انجام بدهیم.
همانطور که قبلا هم ذکر شده بود رسالت اصلی مرکز زیست محاسبات پویا گسترش دادن علوم محاسبات زیستی در همه دانشگاه های کشور می باشد و انشا... با کمک اساتید بزرگوار و دوستان عزیز در دانشگاه های مختلف در این رابطه با مرکز ما همکاری های لازم را داشته باشند تا بتوانیم این رسالت را به اتمام برسانیم.
در ضمن انشا... به زودی خبرهای خوبی از طرف مرکز خواهید شنید که مطمئنن برای همه دوستان و بزرگواران و همچنین تمام مراکز تحقیقاتی و دانشگاهی در کشور مفید و موثر خواهد بود.
"به امبد آن روز که دور نیست"
ممنون از صبر، شکیبایی و همراهی شما بزرگواران
مرکز زیست محاسبات پویا
www.zistpooya.com
@computational_science
بعد از برگزاری 5 همایش و سخنرانی موفق در 5 تا از دانشگاه های خوب کشور مانند دانشگاه تهران، دانشگاه تبریز، دانشگاه الزهرا، دانشگاه صنعتی اصفهان و دانشگاه رودهن امیدوارم در بقیه دانشگاه های کشور که برای دور دوم رزرو شده اند نیز بتوانیم این وظیفه را به درستی انجام بدهیم.
همانطور که قبلا هم ذکر شده بود رسالت اصلی مرکز زیست محاسبات پویا گسترش دادن علوم محاسبات زیستی در همه دانشگاه های کشور می باشد و انشا... با کمک اساتید بزرگوار و دوستان عزیز در دانشگاه های مختلف در این رابطه با مرکز ما همکاری های لازم را داشته باشند تا بتوانیم این رسالت را به اتمام برسانیم.
در ضمن انشا... به زودی خبرهای خوبی از طرف مرکز خواهید شنید که مطمئنن برای همه دوستان و بزرگواران و همچنین تمام مراکز تحقیقاتی و دانشگاهی در کشور مفید و موثر خواهد بود.
"به امبد آن روز که دور نیست"
ممنون از صبر، شکیبایی و همراهی شما بزرگواران
مرکز زیست محاسبات پویا
www.zistpooya.com
@computational_science
Forwarded from 🔷شبکه بیوانفورماتیک و بیولوژی محاسباتی ایران🔷
با سلام و احترام خدمت اساتید و دانش پژوهان 🌺🌺🌺🌺🌺
دوستانی که سوال یا هر مشکلی در زمینه های تئوری محاسبات بیولوژی و بیوانفورماتیک و نرم افزارهای تخصصی دارن میتونن تو گروه زیر عضو بشن و سوالاتشونو بپرسند.
https://telegram.me/joinchat/BP7D2zyFRAJTZgcOxXJA9A
🚩لینک کانال بیولوژی محاسباتی و بیوانفورماتیک، طراحی پپتید و داروهای هدفمند ، شبیه سازی دینامیک مولکولی ، معرفی نرم افزارهای تخصصی
@computational_science
☝️☝️☝️☝️☝️☝️☝️☝️☝️☝️☝️☝️☝️☝️☝️☝️☝️☝️☝️☝️☝️☝️☝️
دوستان و همکاران عزیز این متن رو میتونید به دوستانتون ارسال کنید تا عزیزان دیگه هم عضو این مجموعه علمی شوند.
باتشکر 🌺🌺🌺🌺🌺
مرکز زیست محاسبات پویا - در کانال زیر همراه ما باشید
@computational_science
دوستانی که سوال یا هر مشکلی در زمینه های تئوری محاسبات بیولوژی و بیوانفورماتیک و نرم افزارهای تخصصی دارن میتونن تو گروه زیر عضو بشن و سوالاتشونو بپرسند.
https://telegram.me/joinchat/BP7D2zyFRAJTZgcOxXJA9A
🚩لینک کانال بیولوژی محاسباتی و بیوانفورماتیک، طراحی پپتید و داروهای هدفمند ، شبیه سازی دینامیک مولکولی ، معرفی نرم افزارهای تخصصی
@computational_science
☝️☝️☝️☝️☝️☝️☝️☝️☝️☝️☝️☝️☝️☝️☝️☝️☝️☝️☝️☝️☝️☝️☝️
دوستان و همکاران عزیز این متن رو میتونید به دوستانتون ارسال کنید تا عزیزان دیگه هم عضو این مجموعه علمی شوند.
باتشکر 🌺🌺🌺🌺🌺
مرکز زیست محاسبات پویا - در کانال زیر همراه ما باشید
@computational_science
#کاربردهای_شبیه_سازی_دینامیک_مولکولی
The Mechanism of the Translocation Step in DNA Replication by DNA Polymerase I: A Computer Simulation Analysis
یکی از کاربردهای شبیه سازی داینامیک بررسی پدیده هایی مثل همانندسازی و رونویسی DNA است. برای بررسی چنین پدیده هایی باید مکانیسم و نحوه عملکرد پروتئین ها و آنزیم های درگیر را بررسی کرد. آنزیم های DNAپلیمراز با سرعت و دقت بالایی نوکلئوتیدهای تری فسفات را استفاده می کنند و DNA را سنتز می کنند. در طی این سنتز، رشته DNA و آنزیم DNA پلیمراز دچار تغییرات کنفورماسیونی می شوند و هر دو دچار جابجایی می شوند. مطالعه شبیه سازی داینامیک مولکولی انجام شده در این تحقیق نشان می دهد که این انتقال شامل تغییرات در محل بازشونده انگشت مانند، آنزیم DNA پلیمراز است که باعث جابجایی DNA و قرار گرفتن آن در داخل آنزیم می شود. همچنین شبیه سازی نشان می دهد که این تغییرات، آزادسازی پیروفسفات را تسهیل می کند و اسیدآمینه Y714 نقش کلیدی در این امر دارد. همچنین نشان داده شد که بخش o-helix نقش مهمی در عملکرد DNAپلیمراز دارد.
@computational_science
The Mechanism of the Translocation Step in DNA Replication by DNA Polymerase I: A Computer Simulation Analysis
یکی از کاربردهای شبیه سازی داینامیک بررسی پدیده هایی مثل همانندسازی و رونویسی DNA است. برای بررسی چنین پدیده هایی باید مکانیسم و نحوه عملکرد پروتئین ها و آنزیم های درگیر را بررسی کرد. آنزیم های DNAپلیمراز با سرعت و دقت بالایی نوکلئوتیدهای تری فسفات را استفاده می کنند و DNA را سنتز می کنند. در طی این سنتز، رشته DNA و آنزیم DNA پلیمراز دچار تغییرات کنفورماسیونی می شوند و هر دو دچار جابجایی می شوند. مطالعه شبیه سازی داینامیک مولکولی انجام شده در این تحقیق نشان می دهد که این انتقال شامل تغییرات در محل بازشونده انگشت مانند، آنزیم DNA پلیمراز است که باعث جابجایی DNA و قرار گرفتن آن در داخل آنزیم می شود. همچنین شبیه سازی نشان می دهد که این تغییرات، آزادسازی پیروفسفات را تسهیل می کند و اسیدآمینه Y714 نقش کلیدی در این امر دارد. همچنین نشان داده شد که بخش o-helix نقش مهمی در عملکرد DNAپلیمراز دارد.
@computational_science
#کاربردهای_شبیه_سازی_دینامیک_مولکولی
شکل زیر نیز تصویر از نمای بالای این آنزیم را نشان می دهد که به شکل انگشتان انسان می باشد. که شکل سمت چپ حالت باز آنزیم را نشان می دهد و شکل سمت راست کنفورماسیون بسته آنزیم را نشان می دهد. در واقع شبیه سازی داینامیک مولکولی همانطوری که در شکل زیر نیز مشخص است برای اولین بار محل دقیق اتصال DNA به این آنزیم را نشان می دهد و همچنین نقش کلیدی قطعه o-helix را نشان می دهد.
@computational_science
شکل زیر نیز تصویر از نمای بالای این آنزیم را نشان می دهد که به شکل انگشتان انسان می باشد. که شکل سمت چپ حالت باز آنزیم را نشان می دهد و شکل سمت راست کنفورماسیون بسته آنزیم را نشان می دهد. در واقع شبیه سازی داینامیک مولکولی همانطوری که در شکل زیر نیز مشخص است برای اولین بار محل دقیق اتصال DNA به این آنزیم را نشان می دهد و همچنین نقش کلیدی قطعه o-helix را نشان می دهد.
@computational_science
#نرم_افزارهای_مفید
MOIL - A Public Domain Molecular Modeling Software
این نرم افزار یک نرم افزار مناسب که برای مدل کردن ساختار مولکول های زیستی به کار می رود. آخرین ورژن این نرم افزار ورژن MOIL11 است. این نرم افزار برای سیستم عامل های ویندوزxp ، سیستم عامل مک/x و لینوکس (فدورا) در دسترس می باشد. این نرم افزار از اصولی شامل مکانیک کلاسیک ، بهینه کردن انرژی ، داینامیک مولکولی و همولوژی مدلینگ استفاده می کند. کدهای شبیه سازی در این نرم افزار به صورت نمودارهای شبیه سازی و با استفاده از مدل Landau Zener تعریف می شوند. شکل زیر محیط گرافیکی این نرم افزار را نشان می دهد.
@computational_science
MOIL - A Public Domain Molecular Modeling Software
این نرم افزار یک نرم افزار مناسب که برای مدل کردن ساختار مولکول های زیستی به کار می رود. آخرین ورژن این نرم افزار ورژن MOIL11 است. این نرم افزار برای سیستم عامل های ویندوزxp ، سیستم عامل مک/x و لینوکس (فدورا) در دسترس می باشد. این نرم افزار از اصولی شامل مکانیک کلاسیک ، بهینه کردن انرژی ، داینامیک مولکولی و همولوژی مدلینگ استفاده می کند. کدهای شبیه سازی در این نرم افزار به صورت نمودارهای شبیه سازی و با استفاده از مدل Landau Zener تعریف می شوند. شکل زیر محیط گرافیکی این نرم افزار را نشان می دهد.
@computational_science
#نرم_افزارهای_مفید MOIL:Protein modelling software @computational_science
#نرم_افزارهای_مفید
نسخه بهینه سازی شده این نرم افزار روی GPU و سیستم های حافظه ای مشترک نیز ران می شود. و بر روی یک ند (node) اعمال می شود که این باعث می شود که سرعت مدل کردن و ران کردن این نرم افزار می شود. یکی از مزیت های این نرم افزار این است که این است که فایل های سه بعدی مثل PDB را به مجموعه داده هایی دیگر نیز می تواند تبدیل کند. این نرم افزار یک مزیت دیگری که دارد این است که برنامه های دیگری مثل نرم افزارهای زیر را حمایت می کند:
• Zener curve crossing model3
• replica exchange4
• free energy calculations of mutants5
• a coarse grained potential6
• "plastic" networks7
این نرم افزار دقت کار بالایی دارد که مزیت مهم این نرم افزار نسبت به سایر نرم افزار های مدل کردن می باشد. شکل زیر پروتئین HIV-RT را نشان می دهد که به خوبی توسط نرم افزار MOIL مدل شده است.
@computational_science
نسخه بهینه سازی شده این نرم افزار روی GPU و سیستم های حافظه ای مشترک نیز ران می شود. و بر روی یک ند (node) اعمال می شود که این باعث می شود که سرعت مدل کردن و ران کردن این نرم افزار می شود. یکی از مزیت های این نرم افزار این است که این است که فایل های سه بعدی مثل PDB را به مجموعه داده هایی دیگر نیز می تواند تبدیل کند. این نرم افزار یک مزیت دیگری که دارد این است که برنامه های دیگری مثل نرم افزارهای زیر را حمایت می کند:
• Zener curve crossing model3
• replica exchange4
• free energy calculations of mutants5
• a coarse grained potential6
• "plastic" networks7
این نرم افزار دقت کار بالایی دارد که مزیت مهم این نرم افزار نسبت به سایر نرم افزار های مدل کردن می باشد. شکل زیر پروتئین HIV-RT را نشان می دهد که به خوبی توسط نرم افزار MOIL مدل شده است.
@computational_science
#نرم_افزارهای_مفید MOIL: Protein modelling software @computational_science
کانال ( @computational_science ) و گروه ( https://telegram.me/joinchat/BP7D2zyFRAJTZgcOxXJA9A ) ما را به دوستان خود معرفی کنید.