补充实验研究，计算方法产生了太小且快速无法实验在生物学和纳米技术系统中实验解决的过程的分子图。最广泛使用的生物模拟方法All-Atom MD描述了具有原子分辨率的分子。但是，MD在计算上很昂贵，对于许多任务而言可能过于杀伤。粗粒（CG）布朗动力学（BD）模拟是对大分子复合物进行建模的有希望的替代方法。
BD通过通过类似点样粒子对溶质建模具有参数化特性，但隐式处理溶剂分子，从而实现了计算经济。因此，CG BD仿真可用于克服全原子MD模拟的约束，这些模拟通常受到计算资源的限制，以在约10微秒和30纳米下的时间和长度尺度上进行时间和长度尺度。
原子分辨率布朗动力学（ARBD）是一种利用GPU来促进快速模拟的代码。ARBD独特地支持包含具有位置和方向的网格指定物理粒子的模型。
您可以下载arbd，使用CUDA工具包的最新版本编译，并开始测试包括示例。请联系Chris Maffeocmaffeo2@illinois.edu如果您使用该软件遇到麻烦。另外，请注意，该软件目前作为Alpha版本提供。
在过去的几十年中，生物分子的分子动力学（MD）模拟已成为一种主流生物物理技术。随着MD方法的长度和时间尺度的增加，使用相对较短的小分子模拟开发并验证了经验力场的缺点，显而易见。一个常见的伪影是水溶性生物分子的人为聚集，在包括电解质溶液，本质上无序的蛋白，脂质双层膜和DNA阵列在内的多种系统中都观察到。在这里，我们报告了Lennard-Jones参数的系统改进（CUFIX），描述了胺 - 羧酸胺，氨基磷酸胺和脂肪族碳碳相互作用，从而带来了与蛋白质，核酸和脂质的MD模拟的结果实验。为了完善胺 - 羧酸胺和脂肪族碳相互作用，我们将氨基酸溶液的模拟渗透压与实验数据相匹配。同样，我们通过与DNA阵列的模拟和实验性渗透压相匹配来完善胺磷酸胺相互作用。我们通过模拟赖氨酸介导的DNA（DNA力，脂质双层膜和折叠蛋白）来证明CUFIX校正的实用性。由于我们的完善既不影响键相互作用的现有参数化，也不会改变溶剂化的自由能，因此它可以改善MD模拟的现实主义，而无需引入任何新的伪像。
如何使用Cufix（联系Jejoong Yoo jejoong@gmail.com）：
Gromacs格式的Amber FF99/FF14变体：
>选项1：如果要使用用于我们出版物的完整软件包，请下载以下内容之一。确保使用TIP3P水型（使用TIP3P.ITP）优化我们的CUFIX校正。
>选项2：如果要将CUFIX集成到您的Amber FF99/FF14版本版本中，请按照以下步骤操作。
>>下载ff99sb-ildn-phi-bsc0-cufix包裹。
>>将下载软件包中的以下文件复制到您的gromacs-format FF99文件夹：cufix.itp，mg-sol6.itp mg-sol6.pdb ca-sol7.itp ca-sol7.pdb。
>>用DNA.RTP和RNA.RTP中的所有核苷酸代替ON2的O1P和O2P原子（O2）的原子类型。ON2原子类型在cufix.itp中定义。
>>将#include“ cufix.itp”添加到#include“ ffnonbonded.itp”和#include“ ffbonded.it”之间的forcefield.itp。
>>从ffnonbonded.itp中删除以下离子：li，na，k，cl，mg，mg，rb，cs，f，br，I。Cufix使用Cheatham组使用新的离子参数。
>>您准备出发了！确保使用TIP3P.ITP优化CUFIX。
Amber FF99/FF14琥珀色格式的变体
>下载cufix.tar和Amber16/dat/leap目录中的UNTAR。
>对于DNA和RNA，我们准备了leaprc.dna.bsc1.cufix和leaprc.rna.ol3.cufix。在这些文件中，我们引入了磷酸氧原子的ON2原子类型，以将其与羧酸盐原子型O2区分开。
> frcmod.ff99cufix文件将与leaprc.water.tip3p结合使用的任何FF99和FF14变体蛋白质场。
例如，在LEAP命令中执行以下操作：
Charmm 36/27/22力场
>用下载的文件替换标准的toppar_water_ions.str。
>使用Charmm-Format Tip3p水模型，针对Charmm36-version离子参数（LIT，SOD，K，MG，CAL和CL）优化了我们的CUFIX校正。
>对于镁和钙离子，我们分别使用Hexa-或Hexa-Hydrated形式。下载的文件包含这些MG/CA-Water复合物的RESI定义，但是MG/CA和水氧原子之间需要其他键（Extrabonds）。请参考我们的DNA折纸教程学习如何使用它。
>只需与$ viparr3_ffdir的其他力场相同。
开发了一个简单的单链DNA（ssDNA）的粗粒细胞模型，每个核苷酸仅两个位点代表骨架和糖/碱基组的质量中心。使用优化的成制键势来描述位点之间的相互作用，以重现在原子分子动力学模拟中观察到的DNA的溶液结构。各向同性电位描述了非固定相互作用，隐含地考虑了与实验确定的ssDNA旋转半径相匹配的溶剂条件。该模型在2个施加力的数量级上重现了非结构化DNA链的实验测量的力 - 扩张依赖性。模型的完整描述是出版在《化学理论与计算杂志》中。
所有必需的配置文件都可以是下载。要使用该模型，必须使用存档中提供的补丁来编译NAMD的自定义版本。出于疑问，联系克里斯托弗·马菲奥（Christopher Maffeo）。
网格跟踪的分子动力学（G-SMD）是一种灵活的方法，用于应用我们小组在NAMD中实施的力。与实验一样，模拟研究通常涉及以某种方式扰动系统并监视结果。随着模拟变得更大，更长，更复杂，对更复杂的强迫技术的需求也增加了。在G-SMD方法中，在网格上定义的任意外部电势场应用于具有任意耦合的所需目标原子，使其成为非常灵活的工具。由于它是在NAMD中本地编码的，因此G-SMD的性能影响很小。G-SMD在可以应用的力中提供了巨大的灵活性。它最初是为了应用增强的静电场到通过膜蛋白α-脱蛋白素螺纹的DNA，以便实际提高DNA易位速度。它是结合晶体结构和冷冻EM图的方法，以获得由Trabuco开发的全原子模型等。并打电话分子动力学柔性拟合（MDFF）。我们小组最近还使用了这种方法的一种变体完整微管的机械性能。
