Packmol：分子動力学シミュレーションの初期構成を構築するためのパッケージ

分子動力学シミュレーションの適切な初期構成は、システム全体の構造をほぼ表すように、空間に分布した分子の配置で構成されています。大きなファンデルワールス反発相互作用によってシミュレーションが破壊されないために、異なる分子からの原子は安全なペアワイズ距離を維持する必要があります。このような分子配置を取得することは、梱包の問題と見なすことができます。各型分子は、システムのジオメトリに関連する空間的制約を満たす必要があり、異なる分子の原子間の距離は指定された耐性よりも大きくなければなりません。さまざまな3次元領域内に、任意に複雑な分子にグループ化された何百万もの原子を梱包できるコードを開発しました。領域は、球体、楕円、シリンダー、飛行機、または箱の交差点である場合があります。ユーザーは、各タイプの1つの分子の構造と、各タイプの分子が満たさなければならない幾何学的制約のみを提供する必要があります。複雑な混合物、界面、水中の生体分子の溶媒測定、その他の溶媒、または溶媒の混合物を構築することは簡単です。さらに、同じ分子に属する異なる原子は、ミセル、脂質二重層など、より秩序化された分子配置を構築できるように、異なる空間領域に制限される場合があります。アート分子ダイナミクスシステムは、パーソナルコンピューターで数秒から数分まで変化します。入力ファイルはシンプルで、現在PDB、Tinker、Molden、またはカビの多い座標ファイルと互換性があります。パッケージはフリーソフトウェアとして配布されており、http：//www.ime.unicamp.br/~martinez/packmol/からダウンロードできます。

Adequate initial configurations for molecular dynamics simulations consist of arrangements of molecules distributed in space in such a way to approximately represent the system's overall structure. In order that the simulations are not disrupted by large van der Waals repulsive interactions, atoms from different molecules must keep safe pairwise distances. Obtaining such a molecular arrangement can be considered a packing problem: Each type molecule must satisfy spatial constraints related to the geometry of the system, and the distance between atoms of different molecules must be greater than some specified tolerance. We have developed a code able to pack millions of atoms, grouped in arbitrarily complex molecules, inside a variety of three-dimensional regions. The regions may be intersections of spheres, ellipses, cylinders, planes, or boxes. The user must provide only the structure of one molecule of each type and the geometrical constraints that each type of molecule must satisfy. Building complex mixtures, interfaces, solvating biomolecules in water, other solvents, or mixtures of solvents, is straightforward. In addition, different atoms belonging to the same molecule may also be restricted to different spatial regions, in such a way that more ordered molecular arrangements can be built, as micelles, lipid double-layers, etc. The packing time for state-of-the-art molecular dynamics systems varies from a few seconds to a few minutes in a personal computer. The input files are simple and currently compatible with PDB, Tinker, Molden, or Moldy coordinate files. The package is distributed as free software and can be downloaded from http://www.ime.unicamp.br/~martinez/packmol/.