典型挑战
分子体系需要在时间尺度上观察构象演化、相互作用稳定性和输运性质,结果分析维度多。
服务方案
结合 RMSD、Rg、氢键、MM/GBSA、虚拟筛选、RDF、扩散系数、热导率和形变模拟等指标开展全流程分析。
分子模拟任务配图
面向生物医药、材料和能源体系的分子构象、相互作用、扩散与力学响应分析。
服务内容
同源建模
同源建模是一种基于已知蛋白质结构预测未知结构的方法。当目标序列与模板序列同源性较高时,可利用模板结构为骨架构建目标模型,常用于分子动力学模拟前期,以获取合理的初始三维构象。
RMSD(均方根偏差)
RMSD(均方根偏差)是分子动力学模拟中衡量结构变化的常用指标,通过计算模拟轨迹中各帧结构与参考结构(如初始构象)的原子位置偏差,来评估蛋白质等生物大分子的整体构象稳定性或折叠/去折叠过程。
Rg(回旋半径)
Rg(回旋半径)用于分析分子动力学模拟中分子的整体紧密程度,通过计算所有原子到质心距离的均方根值,来评估蛋白质等大分子的折叠状态、膨胀或压缩等构象变化。
氢键分析
氢键分析是分子动力学模拟中考察分子间或分子内特定相互作用的方法,通过统计氢键的形成、寿命与数量,可揭示蛋白质稳定性、构象变化及分子识别等过程的动态细节。
MM/GBSA
MM/GBSA是一种结合分子力学与连续溶剂模型的自由能计算方法。它利用分子动力学模拟的轨迹,将结合自由能分解为气相焓变、溶剂化自由能等项,从而评估蛋白-配体复合物的结合强度与关键相互作用残基。
虚拟筛选
虚拟筛选是基于计算模型的大规模化合物活性预测方法,通过分子对接、药效团匹配或机器学习等手段,从海量分子库中快速筛选出可能与特定靶标结合的潜在先导结构,是药物发现的关键辅助工具。
分子自组装
分子自组装是分子通过非共价相互作用(如氢键、疏水作用等)自发形成有序结构的过程。在模拟中,常通过分子动力学研究其动态途径、驱动力与最终聚集体形态,对理解材料形成与生物膜构建至关重要。
应力-应变曲线
应力-应变曲线是材料力学性能的基本表征,描述材料在受力过程中应力与应变的对应关系,可从中获取弹性模量、屈服强度、抗拉强度等关键参数,用于评估材料的刚度、强度与延展性。
分子动力学形变模拟
分子动力学形变模拟通过在模拟体系中施加外部载荷(如单轴拉伸/压缩、剪切)来研究材料在受力下的微观结构演变与力学响应,可用于揭示原子尺度的变形机制、缺陷演化及失效过程。
分子动力学辐照模拟
分子动力学辐照模拟通过向材料体系注入高能粒子(如离子、中子)来模拟辐射损伤过程,可研究缺陷(如空位、间隙原子)的产生、演化、团簇化及材料力学性能的退化,对核材料与航天器件评估至关重要。
径向分布函数(RDF)
径向分布函数(RDF)用于表征模拟体系中粒子在空间的分布概率,通过统计以某一粒子为中心、不同距离处找到其他粒子的密度与体系平均密度之比,可分析溶液结构、离子水合、界面有序性等局部结构特征。
扩散系数
扩散系数可通过分子动力学模拟中的均方位移(MSD)曲线计算得到。MSD描述了粒子位置随时间变化的均方差,其线性段的斜率与扩散系数成正比,是分析溶液离子、高分子链等粒子在介质中迁移能力的关键指标。