AMBER: differenze tra le versioni

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{{nd||Amber}}

[[File:Bond stretching energy.pngsvg|thumb|right|AMBER può venir usato ad esempio per minimizzare l'energia legata allo stiramento del legame carbonio-carbonio di questa molecola di etano.]]

'''AMBER''' ([[acronimo]] di '''Assisted Model Building with Energy Refinement''') è una famiglia di [[campo di forze|campi di forze]] utilizzati nella [[dinamica molecolare]] di [[biomolecola|biomolecole]], originariamente sviluppati dal gruppo di Peter Kollman all'[[Università della California]] , [[San Francisco]]. '''AMBER''' è allo stesso tempo anche il nome del [[pacchetto (software)|pacchetto di software]] con cui si può simulare il campo di forze.

== Il campo di forze ==

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=== La forma funzionale ===

L'obiettivo del campo di forze è di modellizzare in modo accurato le energie conformazionali di un sistema molecolare e le conseguenti interazioni intermolecolari.

La forma funzionale rappresenta quindi l'energia potenziale del sistema:<ref name="Cornell1995">{{Cita pubblicazione |autore=Cornell WD, Cieplak P, Bayly CI, Gould IR, Merz KM Jr, Ferguson DM, Spellmeyer DC, Fox T, Caldwell JW, Kollman PA |titolo=A Second Generation Force Field for the Simulation of Proteins, Nucleic Acids, and Organic Molecules |rivista=J. Am. Chem. Soc. |volume=117 |pagepagina=5179–5197 |anno=1995}}</ref>

:<math>

V(r^N)=\sum_\mboxtext{legami} \frac{1}{2} k_b (l-l_0)^2 + \sum_\mboxtext{angoli} \frac{1}{2} k_a (\theta - \theta_0)^2</math>

<blockquote>

:<math>+ \sum_\mboxtext{torsioni} \frac{1}{2} V_n [1+\cos(n \omega- \gamma)]</math>

:<math>+\sum_{j=1} ^{N-1} \sum_{i=j+1} ^N \left\{\epsilon_varepsilon_{i,j}\left[\left(\frac{r_{0ij}}{r_{ij}} \right)^{12} - 2\left(\frac{r_{0ij}}{r_{ij}} \right)^{6} \right]+ \frac{q_iq_j}{4\pi \epsilon_0varepsilon_0 r_{ij}}\right\}</math>

</math>

</blockquote>

Il campo di forze è la derivata di questa grandezza rispetto alla posizione.

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=== Settaggio dei parametri ===

Per usare il campo di forze AMBER, è necessario assegnare dei valori ai parametri del campo di forze (e.g. costanti di forza, lunghezza ed angoli di equilibrio di ogni legame, cariche). Esistono numerose collezioni di questi valori, descritte nel dettaglio nel manuale utente del software AMBER. Ognuna di queste collezioni ha un nome e fornisce i parametri per un certo tipo di molecole.

*I dati riguardanti i peptidi, le proteine e gli [[acidi nucleici]] sono forniti dai [[dataset]] il cui nome è composto da "ff" e l'anno di pubblicazione, come ad esempio "ff99".

*GAFF (campo di forze AMBER generalizzato) fornisce i parametri per piccole molecole organiche per la simulazione di ligandi, farmaci ad esempio, e biomolecole.

*Il campo di forze GLYCAM è stato sviluppato da Rob Woods per la simulazione di carboidrati.

== Software ==

Il pacchetto AMBER fornisce un insieme di programmi con cui applicare il campo di forze alla simulazione di biomolecole. È scritto in [[Fortran]] 90 e [[C (linguaggio)|C++]]. Lo sviluppo è condotto da un'ampia associazione di laboratori per la maggior parte accademici. Nuove versioni sono rilasciatedistribuite in genere nella primavera di anni pari; AMBER 10 è stato distribuito nell'aprile 2008, mentre AMBER 18 è uscito nell'aprile 2018. SiIl puòpacchetto otteneresorgente ilviene softwaredistribuito conin unaformato licenzaopen delsecondo costole dispecifiche 20[[GNU General Public License|GNU GPL]] ed è composto dalle due componenti AMBER e AMBERTOOLS, mentre la versione commerciale è a pagamento.000$ oLe diultime 400$versioni sedel perpacchetto scopiAMBER nonsupportano commercialil'accelerazione via GPU grazie al supporto del linguaggio [[CUDA]].

=== Programmi AmberTools ===

* '''LEaP''' è usato per preparare i file di input per la simulazione

* '''Antechamber''' si occupa di assegnare valori ai parametri di piccole molecole usando GAFF

* '''SANDER''' ([[Simulated annealing|Simulated Annealing]] with NMR-Derived Energy Restraints) è il programma centrale di simulazione e fornisce algoritmi di minimizzazione dell'energia e di dinamica molecolare

* '''pmemd''' è una re-implementazione limitata di SANDER fatta da Bob Duke. È molto più performante se utilizzato in parallelo da più di 8-16 processori

* '''ptraj''' svolge analisi numeriche dei risultati della simulazione. AMBER non permette la visualizzazione dei composti che viene invece effettuata con VMD o Sirius.

* '''MM-PBSA''' consente calcoli con solvente implicito a partire da una struttura di una dinamica molecolare.

== Note ==

<references />

{{reflist}}

== Bibliografia ==

* {{Cita pubblicazione |autore=Duan, ''et al.'' |last2etal=1|cognome2=Wu |first2nome2=Chun |last3cognome3=Chowdhury |first3nome3=Shibasish |last4cognome4=Lee |first4nome4=Mathew C. |last5cognome5=Xiong |first5nome5=Guoming |last6cognome6=Zhang |first6nome6=Wei |last7cognome7=Yang |first7nome7=Rong |last8cognome8=Cieplak |first8nome8=Piotr |last9cognome9=Luo |first9nome9=Ray |titolo=A point-charge force field for molecular mechanics simulations of proteins based on condensed-phase quantum mechanical calculations |rivista=J Computational Chemistry |volume=24 |numero=16 |pagepagina=1999–2012 |anno=2003 |doi=10.1002/jcc.10349|lingua=en}}

== Collegamenti esterni ==

* [{{cita web|http://ambermd.org/ |Sito web AMBER]|lingua=en}}

{{Portale|chimica|software libero}}

[[Categoria: Chemioinformatica]]

[[Categoria: Chemioinformatica]]

[[en:AMBER]]

[[ja:AMBER]]

[[pl:AMBER]]

[[zh:AMBER力场]]