Континуальная модель растворителя: программа DISOLV - алгоритмы, реализация и валидация
Купервассер О.Ю., Жабин С.Н., Мартынов Я.Б., Федулов К.М., Офёркин И.В., Сулимов А.В., Сулимов В.Б.

Рассмотрены несколько неявных (континуальных) моделей растворителя: модель поляризуемого континуума (Polarized Continuum Model, или PCM), поверхностный вариант обобщенной модели Борна (Surface Generalized Born, или S-GB) и модель экранировки проводникового типа (COSMO), а также их программная реализация DISOLV. Приведены методы решения соответствующих уравнений и вычисление градиентов энергии молекулы в растворителе, которые нужны при использовании программы DISOLV для локальной оптимизации энергии молекулы в растворителе. Даны основы алгоритма построения используемых в этих моделях молекулярных поверхностей, краткое описание алгоритмов, метод подбора параметров моделей и результаты тестирования на белках и лигандах при использовании силового поля MMFF94. Представлены результаты валидации программы DISOLV, которые показали не только возможность достижений хорошей точности расчетов при произвольных сдвигах триангуляционной сетки - лучше нескольких десятых ккал/моль при разумных временах для таких больших макромолекул, как белки, но и неплохое совпадение (среднеквадратичное отклонение 0.8 ккал/моль) рассчитанных значений энергии перехода молекулы из газа в воду с экспериментальными значениями для нескольких сотен молекул. Работа выполнена в рамках проведения научно-исследовательских работ по пост-геномным исследованиям и технологиям МГУ им. М.В. Ломоносова и выполнения работ по госконтракту 02.740.11.0388 по теме "Суперкомпьютерные технологии для решения задач обработки, хранения, передачи и защиты информации", а также частично поддержана грантами РФФИ (коды проектов 09-01-12097_офи-м и 10-07-00595-а).

Ключевые слова: модель поляризуемого континуума, модель экранировки проводникового типа, поверхностный вариант обобщенной модели Борна, сольватация, неявная модель растворителя, компьютерная разработка лекарств, поверхность исключенного объема, доступная растворителю поверхность, триангуляция, неполярные взаимодействия, полярные взаимодействия, силовое поле

Название статьи, аннотация и ключевые слова на английском языке

Купервассер О.Ю., ст. науч. сотр., e-mail: olegkup@yahoo.com;   Жабин С.Н., мл. науч. сотр., e-mail: delafrog@gmail.com;   Мартынов Я.Б., ст. науч. сотр., e-mail: yaroslavmartynov@yandex.ru;   Федулов К.М., программист, e-mail: cf@dimonta.com;   Офёркин И.В., программист, e-mail: io@dimonta.com;   Сулимов А.В., системный программист, e-mail: sulimovv@mail.ru;   Сулимов В.Б., зав. лаб., e-mail: vladimir.sulimov@gmail.com - Научно-исследовательский вычислительный центр, Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, 119992, Ленинские горы, Москва; ООО "Димонта", ул. Нагорная, д. 15, корп. 8, 117186, Москва