AIDD：为何需开展拉伸动力学模拟

为何要进行拉伸动力学模拟（SMD）？

🔹 对接评分不代表结合牢度：通过外力测试评估复合物的实际稳定性。

🔹 解析解离机制：探究配体或蛋白质从结合位点挣脱的过程。

🔹 确定关键残基：锁定维持结合的关键氨基酸及其相互作用。

🔹 比较分子优劣：筛选结合力更强、稳定性更好的潜在药物。

🔹 佐证分子动力学：从力学视角验证结合模式的可靠性。

🔹 辅助实验设计：为突变研究、抗体优化及药物改造提供依据。

简而言之：

拉伸动力学模拟通过模拟受力解离过程，定量评估结合强度并解析关键机制，是分子对接及常规分子动力学的关键补充。

方法与工具

multiSMD（2025,J. Chem. Inf. Model.）：一款Python工具，自动化多方向SMD模拟的配置与分析，兼容NAMD和GROMACS，可沿多空间向量探测力诱导解离，揭示单方向模拟难以发现的各向异性机械响应。

CF-SMD 计算解离速率（J. Chem. Inf. Model.）：利用恒力SMD估算平衡解离时间，结合Bell或Dudko模型从多组力值外推零力解离速率。

CDK5 蛋白-配体 SMD（J. Chem. Inf. Model.）：从力学视角揭示配体解离的瞬态动态，弥补X射线晶体学静态描述的不足。

关键参数：沿拉伸方向（如Z轴）延长盒子，防止配体被拉出后撞击边界。

multiSMD生成覆盖半球的拉伸向量（默认9个方向），每个子目录含输入文件及脚本；分析脚本可提取关键SMD数据。

轨迹较少且不可逆时，二阶累积展开优于指数平均；样本量增加后指数平均更优。

系统构建：CHARMM-GUI → VMD

模拟引擎：NAMD 3.0 / GROMACS 2024

多方向自动化：multiSMD（GitHub:multi-SMD）

轨迹分析：MDAnalysis、VMD TCL脚本

自由能：pymbar（MBAR/Jarzynski）

可视化：matplotlib、PyMOL