Биофизики из института Иллинойса смоделировали молекулярную структуру протеиновой оболочки ВИЧ, что в способности разрешит сделать более действующие препараты для терапии СПИДа.Исследователи смогли воспроизвести защитную структуру ВИЧ, применив графическую симуляцию на базе бесплатного программного пакета с открытым кодом.Для моделирования ученые применяли петафлопный суперкомпьютер Blue Waters, что есть одним из самых быстрых суперкомпьютеров в мире. В качестве ОС, управляющей модулями суперкомпьютера, употребляется Linux .Чтоб воспроизвести структуру протеиновой оболочки ВИЧ (называемую капсидом), ученые произвели детализированную симуляцию 100 наносекунд молекулярного перемещения четыре миллионов атомов, которые образуют одна тыща триста подобных белков, составляющих капсид ВИЧ.
Симуляция молекулярного перемещения заключается в применении законов перемещения к отдельным атомам. Исследователь моделирует отталкивания сил и действие притяжения меж частичками, благодаря которым возникает их сложное перемещение. "Вычислительная мощность, использованная с целью проведения моделирования, стала рекордной за всю историю научных опытов – учитывалось сотрудничество шестьдесят четыре миллионов атомов", – произнес Клаус Шультен, доктор физических наук института Иллинойса.Произвести настолько сложную симуляцию исследователям посодействовал открытый программный пакет для моделирования молекулярной динамики, носящий наименование NAMD (Not just Another Molecular Dynamics program).
NAMD есть своей разработкой лаборатории теоретической и компьютерной биофизики института штата Иллинойс.Уже было как мы знаем, что атомы белков, составляющих капсид ВИЧ, соединяются воединыжды в пента- и гексагональные цепочки, так, придавая протеиновой оболочке форму, родственную с поверхностью футбольного мяча. В следствии симуляции средством NAMD, ученые узнали, что таких цепочек 228, из которых двести шестнадцать имеют гексагональную форму, а двенадцать – пентагональную.Открытие имеет значимость для фармацевтики и медицины, так как главной функцией протеиновой оболочки есть защита вируса при его перемещении меж клеточками.
Когда вирус отрешается в клеточки, протеиновая оболочка раскрывается, тем запуская разрушительный механизм ВИЧ. Для других вирусов уже создаются фармацевтические препараты, мешающие раскрытию оболочки в клеточке или напротив, заблаговременно раскрывающие ее вне клеточки, что ведет к повреждению генетического материала вируса.
Познание структуры оболочки разрешит сделать подобные препараты и для борьбы с ВИЧ.