一种超声扰动Piezo1蛋白质的分子动力学模拟分析方法

    公开(公告)号:CN115954044A

    公开(公告)日:2023-04-11

    申请号:CN202310030291.8

    申请日:2023-01-10

    Abstract: 本发明公开了一种超声扰动Piezo1蛋白质的分子动力学模拟分析方法,属于超声扰动领域。在分子动力学模拟中,通过对边界施加超声函数实现超声扰动,根据X轴的水密度验证超声成功加载;并建立通过细胞膜厚度、脂质蛋白质相互作用多角度阐释超声对细胞膜的影响,进一步研究细胞膜对蛋白质的影响的分析方法,得到超声对Piezo1结构的影响。本发明首次采用超声波加载粗粒化分子动力学模拟的方法来研究Piezo1机械敏感离子通道的构象变化,对未来超声治疗、声遗传学应用等领域提供重要的研究思路。

    一种用于颗粒增强生物复合材料力学和热力学性质模拟的多尺度方法

    公开(公告)号:CN119993338A

    公开(公告)日:2025-05-13

    申请号:CN202510045969.9

    申请日:2025-01-13

    Abstract: 本发明涉及颗粒增强生物复合材料的多尺度建模及力学和热力学性质模拟,属于生物学、材料学、计算机模拟交叉领域。具体包括:微观尺度下,通过交联算法构建聚醚醚酮(PEEK)高分子聚合物及其石墨烯增强复合材料模型,采用分子动力学模拟计算模型的力学和热力学性质;细观尺度中,构建微结构人工骨骼代表性体积元模型,并将分子动力学计算的性质参数输入细观模型,采用物质点法计算模型的细观力学和热力学性质;将细观尺度下所得性质参数输入宏观模型,采用有限元方法计算材料整体的宏观力学和热力学行为响应。该方法通过不同尺度性质参数传递,最终模拟生物复合材料的力学和热力学响应,为颗粒增强生物复合材料的研究和配方设计提供理论支持。

    一种基于分子动力学的视紫红质光循环模拟方法

    公开(公告)号:CN114530192B

    公开(公告)日:2025-02-11

    申请号:CN202210156563.4

    申请日:2022-02-21

    Abstract: 本发明请求保护一种分子动力学视紫红质蛋白光循环模拟研究方法,以单聚体进行模拟研究,属于神经科学领域和分子动力学领域。具体步骤如下:(1)使用高斯软件对发色团C12‑C13=C14‑C15二面角进行扭转并进行角度调整;(2)将单聚体蛋白在CHARMM‑GUI软件嵌入细胞膜环境嵌入,对发色团小分子进行单独的力场设置(3)使用NAMD软件进行平衡态分子动力学模拟(4)对分子动力学轨迹进行分析,通过AMBER的cpptraj模块和VMD的tcl文件进行对应的分析。(5)使用拉伸分子动力学和伞形取样的方式计算自由能。该发明方法利用分子动力学研究视紫红质在光循环过程中的结构变化进一步实现光循环的仿真,对视紫红质在神经科学领域中的临床应用,脑功能研究以及工程学材料设计有着重要作用。

    一种制作去质子化视黄醛发色团LYR分子力场文件的方法

    公开(公告)号:CN116312821A

    公开(公告)日:2023-06-23

    申请号:CN202310030292.2

    申请日:2023-01-10

    Abstract: 本发明公开了一种制作去质子化视黄醛发色团LYR分子力场文件的方法,属于生物物理学领域。具体步骤如下:(1)基于已有的处理质子化发色团LYR分子力场文件,在描述结构的rtf文件中删除席夫碱氮上面的氢原子以及更改相应的成键项;(2)用在线工具CGenFF重新生成删除氢原子后发色团LYR的电荷分布;(3)用量子化学计算方法验证上述电荷分布;(4)根据已有的去质子化参数文件,正确设置prm文件里面bonds,angles,dihedrals,impropers项;(5)合并重新生成后的rtf和prm文件为str格式用于处理视蛋白去质子化的发色团LYR;该方法具有准确性高、可靠性强、操作简单等优点,且该发明方法解决了普通分子力场(如Charmm、Amber等)中不能处理去质子化视黄醛的问题。

    一种基于分子动力学的视紫红质光循环模拟方法

    公开(公告)号:CN114530192A

    公开(公告)日:2022-05-24

    申请号:CN202210156563.4

    申请日:2022-02-21

    Abstract: 本发明请求保护一种分子动力学视紫红质蛋白光循环模拟研究方法,以单聚体进行模拟研究,属于神经科学领域和分子动力学领域。具体步骤如下:(1)使用高斯软件对发色团C12‑C13=C14‑C15二面角进行扭转并进行角度调整;(2)将单聚体蛋白在CHARMM‑GUI软件嵌入细胞膜环境嵌入,对发色团小分子进行单独的力场设置(3)使用NAMD软件进行平衡态分子动力学模拟(4)对分子动力学轨迹进行分析,通过AMBER的cpptraj模块和VMD的tcl文件进行对应的分析。(5)使用拉伸分子动力学和伞形取样的方式计算自由能。该发明方法利用分子动力学研究视紫红质在光循环过程中的结构变化进一步实现光循环的仿真,对视紫红质在神经科学领域中的临床应用,脑功能研究以及工程学材料设计有着重要作用。

    一种细胞膜超声空化效应的分子动力学模拟方法

    公开(公告)号:CN119943172A

    公开(公告)日:2025-05-06

    申请号:CN202510045966.5

    申请日:2025-01-13

    Abstract: 本发明公开了一种细胞膜超声空化效应的分子动力学模拟方法,属于超声波医疗以及分子动力学模拟领域,通过分子动力学的方法,以周期性对模拟中粒子施加不同方向的速度来产生超声波并将其作用于构建的粗粒化细胞膜体系,并根据空泡形成过程的可视化结果和产生过程的压力、密度参数计算确认了空化效应的产生,表明超声波成功作用于体系。本发明首次使用下文所述超声波作用模型在NVE系综下非平衡动力学模拟的方法模拟超声波对细胞膜体系产生的空化效应及影响,提供了微观视角下超声波产生空化效应的方法,为超声波辅助医疗提供一定的理论支持,有助于未来超声波医疗领域的发展。

    一种基于物质点法的人工骨骼材料裂纹仿真方法

    公开(公告)号:CN119851829A

    公开(公告)日:2025-04-18

    申请号:CN202510051575.4

    申请日:2025-01-13

    Abstract: 本发明属于生物医学工程材料领域的技术范畴,具体提供了一种基于物质点法人工骨骼材料裂纹仿真方法。该方法的核心在于,通过离散化人工骨骼局部材料区域为质点,结合背景网格计算空间导数和求解动量方程。建立物质点法的裂纹扩展模型,通过采用常见的二维裂纹开裂判据,应力强度因子准则,以及最大环应力准则,来判断裂纹是否开始扩展,以及裂纹扩展方向,最后引入了牵引定律,模拟上下裂纹面之间的裂纹表面接触问题。物质点法不仅避免了有限元法面临大变形和裂纹扩展时的网格畸变等问题,也避免了离散元法在高速冲击下容易产生的数值断裂等问题。

    一种用于药物递送的温敏PNIPAM水凝胶载体的设计方法

    公开(公告)号:CN119833001A

    公开(公告)日:2025-04-15

    申请号:CN202510045967.X

    申请日:2025-01-13

    Abstract: 本发明涉及水凝胶载体领域,具体涉及一种用于药物递送的温敏PNIPAM(聚N‑异丙基丙烯酰胺)水凝胶载体的设计方法。包括:通过分子动力学软件分别构建PNIPAM分子链模型、交联剂BIS模型和水分子模型并进行结构优化;将构建的PNIPAM分子链与交联剂BIS(N,N‑亚甲基双丙烯酰胺)按一定的比例构建PNIPAM水凝胶体系的无定形晶胞模型,并进行几何优化;利用动态交联算法构建不同交联度的PNIPAM交联结构;采用密度填充法对不同交联度的PNIPAM交联结构填充不同比例的水分子,从而构成不同交联度和含水量的PNIPAM水凝胶结构;利用分子动力学模拟方法计算PNIPAM水凝胶的力学性能;通过α形状法计算出PNIPAM水凝胶空腔体积大小;通过升温过程中PNIPAM水凝胶空腔中的水分子排出过程模拟药物释放过程。

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