Un análisis de dos métodos multiscale para la simulación de ensamblajes macromoleculares: perturbación multiscale y factorización multiscale
Autores: Pankavich, Stephen; Ortoleva, Peter
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2015
Acceso abierto
Artículo científico
2015
Un análisis de dos métodos multiscale para la simulación de ensamblajes macromoleculares: perturbación multiscale y factorización multiscale
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Sistemas
Palabras clave
Sistemas
Métodos multiscale
Escala atómica
Simulaciones
Sistemas biológicos
Transiciones estructurales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
Muchos sistemas mesoscópicos de átomos derivan sus propiedades estructurales y dinámicas de procesos acoplados a través de múltiples escalas en espacio y tiempo. Es decir, se deforman o muestran comportamientos colectivos simultáneamente, mientras experimentan vibraciones y colisiones a escala atómica. Debido al gran número de átomos involucrados y la necesidad de simular durante largos períodos de tiempo de interés biológico, las herramientas computacionales tradicionales, como la dinámica molecular, a menudo son inviables para tales sistemas. Por lo tanto, en el artículo de revisión actual, presentamos y discutimos dos métodos multiescala recientes, derivados de la formulación de átomos y una separación de escalas subyacente, que pueden ser utilizados para estudiar dichos sistemas en un régimen dominado por la fricción: la teoría de perturbaciones multiescala y la factorización multiescala. Estas nuevas bases analíticas proporcionan un enfoque autoconsistente para obtener simulaciones precisas y factibles a largo plazo con detalle atómico para una variedad de fenómenos multiescala, como transiciones estructurales virales y autoensamblaje macromolecular. Como tal, la precisión y eficiencia de los algoritmos asociados se demuestran para algunos sistemas biológicos representativos, incluido el virus del mosaico del tabaco satélite (STMV) y la lactoferrina.
Descripción
Muchos sistemas mesoscópicos de átomos derivan sus propiedades estructurales y dinámicas de procesos acoplados a través de múltiples escalas en espacio y tiempo. Es decir, se deforman o muestran comportamientos colectivos simultáneamente, mientras experimentan vibraciones y colisiones a escala atómica. Debido al gran número de átomos involucrados y la necesidad de simular durante largos períodos de tiempo de interés biológico, las herramientas computacionales tradicionales, como la dinámica molecular, a menudo son inviables para tales sistemas. Por lo tanto, en el artículo de revisión actual, presentamos y discutimos dos métodos multiescala recientes, derivados de la formulación de átomos y una separación de escalas subyacente, que pueden ser utilizados para estudiar dichos sistemas en un régimen dominado por la fricción: la teoría de perturbaciones multiescala y la factorización multiescala. Estas nuevas bases analíticas proporcionan un enfoque autoconsistente para obtener simulaciones precisas y factibles a largo plazo con detalle atómico para una variedad de fenómenos multiescala, como transiciones estructurales virales y autoensamblaje macromolecular. Como tal, la precisión y eficiencia de los algoritmos asociados se demuestran para algunos sistemas biológicos representativos, incluido el virus del mosaico del tabaco satélite (STMV) y la lactoferrina.