Архив публикаций

Тезисы

XIV-ая конференция

Программно-аппаратные решения при создании вычислительного комплекса для работы с пространственными структурами белков

Терёшкин Э.В., Шайтан К.В.

119992 Москва, Ленинские горы 1-12, МГУ им. М.В. Ломоносова, биологический факультет, каф. биоинженерии

При решении задач молекулярного дизайна одной из важнейших составляющих являются используемые аппаратные средства. В настоящее время молекулярное моделирование является одним из основных методов получения информации о превращениях, происходящих в микромире. Этот метод используется как в фундаментальных и прикладных научных исследованиях, так и в образовательных целях. При этом одним из необходимых условий эффективного применения МД методов является развитие как программного обеспечения, так и создание специальных вычислительных комплексов высокой эффективности.

В данной работе была разработана аппаратная часть программно-аппаратного комплекса (ПАК) по работе с биологическими макромолекулами. ПАК предназначен для эксплуатации в областях биоинженерии, биомедицины, новых материалов. Область применимости комплекса помимо исследования белков, липидов и их взаимодействий распространяется на взаимодействия лиганд-рецептор, системы, содержащие неорганические компоненты, ионы сольватированные комплексы и др. При минимальной модификации программного обеспечения возможно использование ПАК для решения задач в области физики полимеров и жидких кристаллов.

Эффективность комплекса оценивалась путём проведения вычислительных экспериментов и сравнения их результатов в области временных и аппаратных затрат с идентичными экспериментами, проведёнными на шестнадцати вычислительных узлах с различными характеристиками. В качестве эталонной молекулярной системы был выбран канал глицинового рецептора. Были исследованы процессы ионной миграции в канале.

В результате была предложена следующая конфигурация аппаратной части комплекса. В минимальной работоспособной комплектации комплекс состоит из следующих узлов: управляющая машина; файл сервер, совмещенный с сервером баз данных; вычислительный узел (в минимальной комплектации 4 независимых процессора); сетевое оборудование; источники бесперебойного питания.

Работа выполнена при поддержке РФФИ (06-04-08136) и Роснауки.