• 한국생물정보학회:학술대회논문집
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• 한국생물정보시스템생물학회 2004년도 The 3rd Annual Conference for The Korean Society for Bioinformatics Association of Asian Societies for Bioinformatics 2004 Symposium
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• pp.221-233
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• 2004

Molecular docking falls into the general category of global optimization problems since its main purpose is to find the most stable complex consisting of a receptor and its ligand. Conformational space annealing (CSA), a powerful global optimization method, is incorporated with the Tinker molecular modeling package to perform molecular docking simulations of six receptor-ligand complexes (3PTB, 1ULB, 2CPP, 1STP, 3CPA and 1PPH) from the Protein Data Bank. In parallel, Monte Carlo with minimization (MCM) method is also incorporated into the Tinker package for comparison. The energy function, consisting of electrostatic interactions, van der Waals interactions and torsional energy terms, is calculated using the AMBER94 all-atom empirical force field. Rigid docking simulations for all six complexes and flexible docking simulations for three complexes (1STP, 3CPA and 1PPH) are carried out using the CSA and the MCM methods. The simulation results show that the docking procedures using the CSA method generally find the most stable complexes as well as the native -like complexes more efficiently and accurately than those using the MCM, demonstrating that CSA is a promising search method for molecular docking problems.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제28권9호
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• pp.1523-1530
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• 2007

The first reduction peak of the cyclic voltammogram (CV) for sulfur reduction in dimethyl sulfoxide has been studied using time resolved Fourier transform electrochemical impedance spectroscopic (FTEIS) analysis of small potential step chronoamperometric currents. The FTEIS analysis results reveal that the impedance signals obtained during short potential steps can be resolved into electron transfer reactions of two different time constants in a high frequency region. The FTEIS method provides snap shots of impedance profiles during an earlier phase of the reaction, leading to time resolved EIS measurements. Our results obtained by the FTEIS analysis are consistent with a series of electron transfer and chemical equilibrium steps of a complex reaction, making up an ECE (electrochemical-chemical-electrochemical) mechanism postulated from the results of computer simulation.

• 폴리머
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• 제35권6호
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• pp.513-519
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• 2011

침투 가능한 구형 모델 유체의 충돌 특성을 고찰하고자 분자 동력학 방법을 이용한 전산 모사를 수행하였다. 이로부터 다양한 범위의 입자 충전 분율 ${\phi}$ 및 척력적 에너지 ${\varepsilon}^*$ 조건에 대한 충돌 빈도수, 평균 자유 행로, 강체형 반사 충돌각 및 연체형 침투 충돌각의 분포도, 유효 충전 분율 등을 계산하였다. 낮은 척력적 에너지 조건에서는 연체형 충돌이 주된 특성이나, 반면 높은 척력적 에너지 조건에서는 강체형 충돌이 주된 요인이었다. 매우 흥미롭게도, 전체 충돌 빈도수에 대한 연체형 충돌비(또는, 강체형 충돌비)는 정준 앙상블의 몬테카를로 전산 모사에서 받아들임 확률(또는, 되돌림 확률)로 표시되는 볼쯔만 인자와 직접적으로 관계되었다. 이와 같은 거동 입자들의 동적 충돌 특성들은 ${\varepsilon}^*{\geqq}3.0$ 및 ${\phi}{\geqq}0.7$ 범위의 높은 척력적 에너지 및 높은 충전 분율 조건에서 제한적이었으며, 이는 침투성 구형 모델에서 나타나는 클러스터 형성 구조를 함축하고 있다.

• Genomics & Informatics
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• 제19권4호
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• pp.48.1-48.10
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• 2021

Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) encodes small envelope protein (E) that plays a major role in viral assembly, release, pathogenesis, and host inflammation. Previous studies demonstrated that pyrazine ring containing amiloride analogs inhibit this protein in different types of coronavirus including SARS-CoV-1 small envelope protein E (SARS-CoV-1 E). SARS-CoV-1 E has 93.42% sequence identity with SARS-CoV-2 E and shared a conserved domain NS3/small envelope protein (NS3_envE). Amiloride analog hexamethylene amiloride (HMA) can inhibit SARS-CoV-1 E. Therefore, we performed molecular docking and dynamics simulations to explore whether amiloride analogs are effective in inhibiting SARS-CoV-2 E. To do so, SARS-CoV-1 E and SARS-CoV-2 E proteins were taken as receptors while HMA and 3-amino-5-(azepan-1-yl)-N-(diaminomethylidene)-6-pyrimidin-5-ylpyrazine-2-carboxamide (3A5NP2C) were selected as ligands. Molecular docking simulation showed higher binding affinity scores of HMA and 3A5NP2C for SARS-CoV-2 E than SARS-CoV-1 E. Moreover, HMA and 3A5NP2C engaged more amino acids in SARS-CoV-2 E. Molecular dynamics simulation for 1 ㎲ (1,000 ns) revealed that these ligands could alter the native structure of the proteins and their flexibility. Our study suggests that suitable amiloride analogs might yield a prospective drug against coronavirus disease 2019.

• 천문학회보
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• 제43권2호
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• pp.32.2-32.2
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• 2018

As computational resolution of modern cosmological simulations reach ever so close to resolve individual star-forming clumps in a galaxy, a need for "resolution-appropriate" physics for a galaxy-scale simulation has never been greater. To this end, we introduce a self-consistent numerical framework that includes explicit treatments of feedback from star-forming molecular clouds and massive black holes. We perform a state-of-the-art cosmological simulation of a quasar-host galaxy at z~7.5, and demonstrate that previously undiscussed types of interplay between galactic components may hold important clues about the growth and impact of quasar-host galaxies.

• 컴퓨터교육학회논문지
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• 제9권4호
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• pp.63-74
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• 2006

분자 다킹은 신약, 신소재, 고분자의 개발 과정에서 대규모의 화학분자 데이터베이스의 화학분자 데이터들을 실제 실험을 통하지 않고 시뮬레이션을 통해 한정된 화학 분자만을 스크링하는 과정이다. 분자 다킹은 대규모 컴퓨팅 파워와 데이터 저장 용량을 요구하는 대표적인 대규모의 과학 어플리케이션이다. 기존의 분자 다킹 어플리케이션들은 슈퍼컴퓨터, 클러스터, 워크스테이션 등을 이용하여 작업을 수행하도록 개발되었다. 하지만 슈퍼컴퓨터를 이용한 분자 다킹은 너무 많은 비용이 든다는 문제점이 있고, 클러스터나 워크스테이션을 이용한 분자 다킹은 오랜 수행 시간이 요구된다는 문제점을 가지고 있다. 이에 본 논문에서는 그리드 서비스 기반 분자 다킹 어플리케이션을 제안하였다. 이를 위해 본 논문에서는 효율적인 분자 다킹 서비스를 제공하기 위해 자원 브로커와 데이터 브로커를 설계하고, 분자 다킹을 위한 다양한 그리드 서비스들을 개발하였다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제13권5호
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• pp.338-343
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• 2020

본 논문에서는 소프트 값을 활용한 Hamming 부호의 복호 방식이 분자 통신 채널에도 적용될 수 있음을 보였다. 분자 통신 시스템의 복조기 출력단에서 복호에 활용될 수 있는 소프트 값 기준을 제안하고 이를 활용한 복호 방식이 분자 통신 채널에서도 신뢰도를 향상시킬 수 있음을 모의실험을 통해 보였다. 확산 기반 분자통신 채널을 가정하였으며 BCSK 변조방식을 이용하여 정보 심벌을 전송하였다. 매 심벌구간 마다 수신기에 흡수되는 분자 수를 적절한 문턱값과 비교하여 복조한 후 흡수된 분자 수는 더 이상 사용되지 않는다. 본 논문에서는 더 이상 사용되지 않는 분자수 정보를 소프트 값으로 복호 과정에 활용하여 복호기의 BER 성능을 개선하였다. BER 성능 향상을 확인하기 위해 시뮬레이션을 수행하였으며, 비트 당 분자수가 600인 경우 해밍 부호를 사용하지 않은 BCSK 시스템의 오율에 대해 (15,11) 해밍 부호의 오율이 약 5.0×10^-3 정도 개선되었으며 이에 대해 소프트 값을 활용한 (15,11) 해밍 부호의 오율은 동일한 정도로 개선되었음을 볼 수 있었다. (7,4) 해밍 부호의 경우에도 (15,11) 해밍 부호와 유사한 결과를 보여준다. 따라서 수신기에 흡수된 분자수와 문턱 값의 차이 값을 소프트 값으로 활용하면 분자통신 채널에서도 해밍 부호의 BER 성능을 크게 개선할 수 있음을 알 수 있다.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제16권11호
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• pp.1477-1484
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• 2002

Various characteristics of a thin liquid film in its vapor-phase are investigated using the molecular dynamics technique. Local distributions of the temperature, density, normal and tangential pressure components, and stress are calculated for various film thicknesses and temperature levels. Distributions of local stresses change considerably with respect to film thicknesses, and interracial regions on both sides of the film start to overlap with each other as the film becomes thinner. Integration of the local stresses, i.e., the surface tension, however, does not vary much regardless of the interfacial overlap. The minimum thickness of a liquid film before rupturing is estimated with respect to the calculation domain sizes and is compared with a simple theoretical relation.

• Interaction and multiscale mechanics
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• 제1권2호
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• pp.303-315
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• 2008

In this paper, thermodynamical properties of crystalline silicon under strain are calculated using classical molecular dynamics (MD) simulations based on the Tersoff interatomic potential. The Helmholtz free energy of the silicon crystal under strain is calculated by using the ensemble method developed by Frenkel and Ladd (1984). To account for quantum corrections under strain in the classical MD simulations, we propose an approach where the quantum corrections to the internal energy and the Helmholtz free energy are obtained by using the corresponding energy deviation between the classical and quantum harmonic oscillators. We calculate the variation of thermodynamic properties with temperature and strain and compare them with results obtained by using the quasi-harmonic model in the reciprocal space.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 2003년도 추계학술대회논문집
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• pp.339-346
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• 2003

Molecular dynamic simulations of nano indentation on single-crystal silicon (100) surface were performed using diamond indentor. Silicon substrate and diamond indentor were modeled diamond structure with Tersoff potential model. Phase transformation of silicon, incipient plastic deformation, change of incident temperature distribution are investigated through the change of potential energy distribution, displacement-load diagram, the change of kinetic energy distribution and displacements of silicon atoms. Phase transformation is highly localized and consists of a high-density region surrounding the tip. Axial load linearly increased according to the indenting depth. Number of atoms with high kinetic energy increased at the interface between substrate and indentor tip.