离子通道模拟:隐式溶剂模型、数值计算与软件平台
由于全原子模型通常难以模拟到离子在通道内通透的完整过程,用电扩散连续模型描述离子通道系统内的离子流.电扩散广泛存在于半导体、电解质电池、纳米流体器件、带电多孔介质、及生物中的离子通道.由于离子通透的多尺度特征、分子的复杂几何/界面、通道蛋白内的点电荷分布等的处理使得基于连续性模型的偏微分方程来模拟真实三维离子通道相当困难,目前在这一重要领域也只有极少的公开软件.报告将介绍在离子通道模拟及软件平台建设方面的工作,包括连续性模型(Poisson-Boltzmann方程,Poisson-Nernst-Planck方程组及其扩充模型)以及一些高效计算方法.另外,分子网格也是使用边界元、有限元等数值方法所必需的,最近发展了一个新的分子网格产生方法和软件TMSmesh,可以有效处理任意大的生物分子.报告还将介绍一套正在开发中的可视化系统,用于分子、连续模型、网格及数值结果的可视化、分析及接口.最后,将展示几个用并行有限元模拟软件的计算例子,如离子通道系统的电压-电流曲线(current-voltage characteristics)、电导率等,并与布朗运动(Brownian Dynamics)模拟和实验测量做了比较.
生物数学 离子通道 隐式溶剂模型 数值计算 软件平台
卢本卓
科学院计算数学与科学工程计算研究所,北京100190
国内会议
苏州
中文
67-67
2013-10-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）