Химические исследования

GROMACS

Универсальный пакет для анализа динамики молекул, т.е. симуляции Ньютоновских уравнений движения для систем тысяч миллионов частиц. ПО первоначально разработано для работы с биохимическими молекулами, такими как белки, жиры и нуклеиновые кислоты, имеющими множество сложных взаимодействий. Но так как ПО производит быстрые вычисления для задач с неограниченными взаимодействиями (а таких задач на практике подавляющее большинство), многие пользователи используют пакет для исследования небиологических систем, например, полимеров. GROMACS поддерживает все основные алгоритмы, необходимые пользователю для современной реализации молекулярной динамики, а также содержит следующие характеристики:

  • GROMACS предоставляет крайне высокий уровень производительности по сравнению с другими программами моделирования. Множество оптимизационных алгоритмов было помещено в программный код.
  • ПО разработано для платформ Windows, Linux, Mac OS X.
  • Допускает параллельную обработку, используя MPI.
  • Точность обработки зависит от пожеланий пользователя.
  • В пакет внедрены алгоритмя оптимизации вычислений, позволяющих значительно сокращать время обработки без потери точности.
  • Пакет содержит мастеры-построители полных топологий для белков и мультимерных структур, стандартных аминокислот, сахаров и жиров, и некоторых друмих специальных структур (например, гемов) и небольших молекул.

Пакет можно скачать бесплатно по ссылке.


CHARMM

Ссылка на официальный сайт

CHARMM — пакет для химических исследований отдела макромолекулярной механики Гарвардского университета

Характеристики CHARMM:

  • Универcальная и широко используемая программа моделирования молекул для приложений многоэлементных систем.
  • Основное назначение разработки, заключается в изучении биологически значимых молекул, включающих пептиды, белки, простетических групп, малых молекул лигандов, нуклеотических кислот и углеводов, содержащихся в растворах, лекарствах, кристаллах и мембранных средах.
  • Предоставляет огромный набор вычислительных инструментов, включающих конформационный анализ и метод отбора проб, оценки свободной энергии, техники молекулярной минимизации, динамики и анализа, инструментарий проектирования молекулярных моделей.
  • ПО может использоваться с различными моделями и энергетическим функциями, от смешанных механико-квантовых и молекулярно-механических силовых полей до классических потенциалов с заданным растворителем и различными граничными условиями, внутренних растворителей и мембранных моделей.
  • Разработано как для последовательных, так и для параллельных платформ.

Molpro

Ссылка на официальный сайт

MolPro — совершенная система программ для вычислений электроно-молекулярных структур, спроектированная и поддерживаемая группой под руководством Вернера Х.-Дж. и Кноулса П.Д. Пакет также содержит дополнительный функционал внесенный сторонними группами. В отличие от других широко используемых программ химического моделирования, предлагаемый пакет основной упор делает на высокую точность вычислений. Использование недавно разработанных методов непосредственного интегрирования корреляции локальных электронов, существенно сокращающих вычислительные издержки, позволяет осуществить точные вычисления для молекул больших размеров, чем известные программы-аналоги.

Доступна бесплатная пробная версия.


CP2K

Ссылка на официальный сайт

CP2K — программа, написанная на Fortran 95 для выполнения атомарного и молекулярного моделирования в твердых телах, жидкостях, молекулярных и биологических средах. ПО предоставляет общую среду для различных методов, таких как теория функциональной плотности, используя подход смешанных Гауссовых и плоских волн, классических пар и потенциалы многих тел. В пакет встроены методы для эффективного и точного атомистического моделирования, код продукта постоянно обновляется, наличие открытого кода позволяет исследователям при необходимости модифицировать его функции.

Существенным недостатком продукта является крайне ограниченный справочный материал, также пользователь системы для модификации системы должен обладать значительными знаниями о структуре пакета.

Пакет можно скачать бесплатно по ссылке.


CPMD

Ссылка на официальный сайт

Программный пакет анализа молекулярной динамики на основе реализации теории функциональной плотности для плоских волн и псевдопотенциалов.

Характеристики CPMD:

  • Работает с постоянными или сверхмягкими псевдопотенциалами, изолированными системами или системами с периодическими граничными условиями.
  • Использует методы LSA, LSD и большинство популярных схем градиентной корректировки.
  • Обладает средствами оптимизации волновой функции, прямой минимизации, диагонализации, геометрической оптимизации.
  • Анализирует возбуждение и молекулярную динамику в возбужденных состояниях.

Доступна бесплатная пробная версия.


EGO

EGO — пакет анализа молекулярной динамики для последовательных и параллельных вычислительных машин. EGO использует многократный пошаговый алгоритм, адаптированный для быстрой обработки комбинации силовых полей, для описания широкого набора электростатических характеристик. Эти методы демонстрируют линейную зависимость времени обработки от числа атомов (до 40000 атомов).

Пакет можно скачать бесплатно.