Advanced inspection techniques for molecular simulations

Abstract

Molecular dynamics simulations are computer simulations of the physical movements of atoms and molecules, and the interactions between them. In the particular cases we focus on (pharmaceutical drug design and enzymatic catalysis), molecular dynamics simulations predict the binding mode and binding affinity of a small molecule (the drug) with a biomolecule. Providing new tools and techniques to visualize and to interact with these simulations is crucial in understanding them. Throughout the development of this thesis, we have proposed new techniques to improve both the rendering quality and speed of different molecular representation models. Moreover, we developed a novel system to analyze docking simulations and the underlying interactions between the atom groups.

La dinámica molecular es una técnica de simulación por ordenador la cual intenta reproducir el movimiento de átomos y moléculas, y su interacción. En el marco de esta tesis (diseño de fármacos y cinética enzimática), las simulaciones de dinámica molecular predicen el modo y afinidad del acoplamiento entre una pequeña molécula (el fármaco) con una biomolecula. Proporcionar nuevas herramientas y técnicas para visualizar e interactuar con estas simulaciones es crucial para llegar a entenderlas correctamente. A lo largo del desarrollo de esta tesis, hemos propuesto nuevas técnicas para mejorar tanto la calidad del pintado como la velocidad de diferentes modelos de representación comúnmente usados en la visualización molecular. Además, hemos desarrollado un nuevo sistema para analizar tanto las simulaciones de acoplamiento molecular, como las fuerzas de interacción entre grupos moleculares que dirigen el proceso de acoplamiento.