学术速运|pyCHARMM：在Python框架中嵌入CHARMM功能

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pyCHARMM是一个Python接口，扩展了CHARMM程序的功能，用于分子动力学和生物大分子建模。它提供对CHARMM的高级功能的访问，包括PSF文件、坐标、速度和力，以及与力场相关的参数。此外，pyCHARMM支持Python、CUDA和OpenCL中的自定义能量计算，可以与图形引擎集成以可视化模拟，还支持并行计算和自由能计算方法，如MBAR、TI、MSλD。它旨在作为开发复杂工作流和学习分子建模的平台。

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题目：pyCHARMM: Embedding CHARMM Functionality in a Python Framework

文献来源:https://doi.org/10.1021/acs.jctc.3c00364 （JCTC）

代码：https://academiccharmm.org/program

简介：CHARMM是解决分子动力学和生物大分子及其伙伴等小分子配体建模问题的第一个程序之一，具有丰富的方法和功能。当结合蛋白质、核酸、小分子、脂质、糖和其他生物学相关的构建模块的高级CHARMM参数，以及通用的CHARMM脚本语言时，CHARMM已经成为生物大分子建模研究的潮流平台。为了进一步增强在与生物系统建模相关的日益复杂的工作流中访问和使用CHARMM功能的实用性，作者引入了pyCHARMM、Python绑定、函数和模块，以补充和扩展CHARMM中已经可用的大量建模工具和方法集。这些变量包括访问与系统相关的CHARMM函数生成的变量（psf）、坐标、速度和力、原子选择变量和与力场相关的参数。利用来自机器学习或其他来源的能量术语或方法，用Python、CUDA或OpenClon可调用的例程来增强CHARMM力和能量的能力，以及在动态计算中可调用的类似函数。还可以集成基于python的图形引擎，用于可视化仿真模型和结果。松散耦合并行性可用于工作流，如自由能计算，使用MBAR/TI方法或高通量多站点λ-动力学（MSλD）自由能方法，串路径优化计算，副本交换，以及与新的基于python的编文档模块的分子对接。CHARMM通过CHARMM/OpenMM API、CHARMM/DOMDEC和CHARMM/BLaDE API加速的平台内核也可以很容易地集成到这个Python框架中。作者预计pyCHARMM将成为一个健壮的平台，用于利用Python及其广泛的功能开发全面和复杂的工作流，同时也是用户在Python友好的环境中学习分子建模方法和实践的最佳平台

主要内容：