Программа курса по выбору
(весенний семестр, 32 часа, 1-6 курс)
Программу составил к.ф.-м.н. Барсегов В.А.
Лекции проходят по средам, 18.30, ауд. 214 ЛК, первое занятие - 16 февраля.
Лекция 1.
Биологические системы: белки, белок-белковые комплексы и агрегаты, ДНК, РНК, комплексы ДНК и РНК с белками. Биологические функции белков, белок ? белковых комплексов и агрегатов. Биологические свойства молекул ДНК и РНК. (4 часа)
Лекция 2.
Фундаментальные биологические процессы: фолдинг белка, механическая и термическая денатурация белка, формирование и распад белок-белковых комплексов и агрегатов. Примеры. (4 часа)
Лекция 3.
Методология численного моделирования биологических систем: молекулярная динамика в полноатомном разрешении в явном и неявном растворителе, динамика Ланжевена. Молекулярное силовое поле, аппроксимации. (4 часа)
Лекция 4.
Методология численного моделирования биологических систем с использованием динамики Ланжевена в задемпфированном растворителе. (2 часа)
Лекция 5.
Обзор особенностей архитектурных реализаций ЦПУ (CPU) и ГПУ (GPU) в контексте проведения многопоточных массивно параллельных расчётов. (2 часа)
Лекция 6.
Современные технологии CUDA и OpenCL как средство программирования на графических процессорах. (2 часа)
Семинар 1.
Использование технологии CUDA и OpenCL для программирования на графических процессорах. (2 часа)
Семинар 2.
Численное моделирование механической денатурации домена иммуноглобулина (домен Ig27, домен WW): построение и анализ молекулярных характеристик (силы денатурации, длины молекулярного растяжения, и т.д.). Моделирование энергетического ландшафта биомолекул с использованием аналитических моделей.(4 часа)
Семинар 3.
Численное моделирование белок-белкового взаимодействия в синаптотагмине (Syt1): сравнение кинетики механической денатурации отдельного домена С2А и двух взаимодействующих доменов С2А и С2В. (4 часа)
Семинар 4.
Численное моделирование механической и термической денатурации вирусной капсулы HK97: анализ профиля потенциальной энергии и объема вирусной капсулы как функции силы и температуры. Сдача зачета. (4 часа)
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.
- Архитектура и программирование массивно параллельных процессоров: http://www.nvidia.ru/object/cuda_state_university_courses_ru.html
- GPU Gems 1, 2, 3 edited Hubert Nquyen from NVIDIA.
- Курс лекций по CUDA (МГУ): http://groups.google.ru/group/cudacsmsusu?hl=ru&pli=1
- Боресков А.В., Харламов А.В. Основы работы с технологией CUDA. – Изд-во: ДМК Пресс, 2010, 232 стр.
- Zhmurov A., Dima R.I., Kholodov Y., Barsegov V. SOP-GPU: Accelerating biomolecular simulations in the centisecond timescale using graphics processors // Proteins: Struct., Funct. & Bioinform. (in press).
- Жмуров А.А., Барсегов В.А., Трифонов С.В., Холодов Я.А., Холодов А.С., Численное моделирование механических свойств белков с использованием графических процессоров // Мат. Моделирование (в печати).
