Análisis de simulaciones moleculares con visualizaciones 2D y 3D

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Las simulaciones de dinámica molecular son simulaciones por ordenador de los movimientos físicos de los átomos y las moléculas y sus interacciones. Se utilizan en varias áreas, como la física, la química, la ciencia de materiales y la modelización de biomoléculas.

En el caso del diseño de fármacos, las simulaciones de dinámica molecular predicen el tipo de enlace y la afinidad de la combinación de una molécula pequeña (el fármaco) con una biomolécula (proteína). El resultado, si tiene éxito, es un fármaco que proporciona un beneficio terapéutico para el paciente.



El grupo ViRVIG UPC ha trabajado en la visualización molecular para tratar diversos aspectos, como la generación de iluminación realista de modelos de moléculas muy grandes o la visualización de simulaciones de dinámica molecular extremadamente largas. Para tales objetivos, ha desarrollado herramientas para la exploración visual de simulaciones moleculares, lo que ha facilitado el análisis y ahorrado tiempo, en particular, en la visualización de trayectorias.

Un ejemplo de aplicaciones son las simulaciones compactas de simulaciones moleculares que abstraen la estructura 3D en un diseño 2D. A partir de una aplicación web que ofrece una exploración rápida e intuitiva de simulaciones completas, se representan múltiples propiedades físicas como la energía, el índice de fluctuación de los residuos o los puentes de hidrógeno, entre otros.

Un segundo ejemplo aborda el reto de explorar trayectorias moleculares extremadamente largas (de cientos de miles de pasos). Para hacerlo, se analizan automáticamente los datos de las simulaciones para extraer características relevantes. Después, a través de un conjunto de vistas coordinadas en 2D y en 3D, se obtiene una aplicación que facilita la exploración progresiva de simulación molecular de manera muy eficiente e intuitiva. El resultado es una aplicación gráfica que se puede ejecutar en un PC con tarjeta gráfica.

Los desarrollos se han hecho en colaboración con el Barcelona Supercomputing Center (BSC), la Universidad de Ulm, la Universidad Masaryk, en la República Checa, y el laboratorio de Loschmidt de la Universidad Masaryk.

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