Reza Bozorgpour
Mit der rasanten Weiterentwicklung computergestützter Verfahren haben sich Molekulardynamik-Simulationen (MD) als leistungsstarke Werkzeuge in der biomedizinischen Forschung etabliert, die eingehende Untersuchungen biologischer Systeme auf atomarer Ebene ermöglichen. Unter den vielfältigen verfügbaren Simulationssoftwares hat LAMMPS (Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator) aufgrund seiner Vielseitigkeit, Skalierbarkeit und umfangreichen Funktionalitäten große Anerkennung gefunden. Ziel dieser Literaturübersicht ist es, einen umfassenden Überblick über die Nutzung von LAMMPS im Bereich biomedizinischer Anwendungen zu geben.
Dieser Bericht beginnt mit einer Übersicht über die grundlegenden Prinzipien von MD-Simulationen und hebt die einzigartigen Merkmale von LAMMPS hervor, die es für die biomedizinische Forschung geeignet machen. Anschließend wird eine Literaturrecherche durchgeführt, um wichtige Studien zu identifizieren, in denen LAMMPS in verschiedenen biomedizinischen Zusammenhängen eingesetzt wurde, wie etwa Proteinfaltung, Arzneimitteldesign, Biomaterialien und zelluläre Prozesse.
Die besprochenen Studien zeigen die bemerkenswerten Beiträge von LAMMPS zum Verständnis des Verhaltens biologischer Makromoleküle, zur Untersuchung von Arzneimittel-Protein-Wechselwirkungen, zur Aufklärung der mechanischen Eigenschaften von Biomaterialien und zur Untersuchung zellulärer Prozesse auf molekularer Ebene. Darüber hinaus untersucht diese Rezension die Integration von LAMMPS mit anderen Computertools und experimentellen Techniken und zeigt sein Potenzial für synergetische Untersuchungen auf, die die Lücke zwischen Theorie und Experiment schließen. Darüber hinaus erörtert diese Rezension die Herausforderungen und Einschränkungen, die mit der Verwendung von LAMMPS in biomedizinischen Simulationen verbunden sind, einschließlich der Parametrisierung von Kraftfeldern, Systemgrößenbeschränkungen und Rechenleistung. Es werden Strategien vorgestellt, die von Forschern zur Bewältigung dieser Herausforderungen eingesetzt werden, zusammen mit möglichen zukünftigen Richtungen zur Verbesserung der LAMMPS-Fähigkeiten im biomedizinischen Bereich.