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克里斯托弗·库珀。;Jaydeep P.巴丹。;洛杉矶巴巴拉。

使用python、GPU和边界元素的生物分子静电解算器，可以处理填充溶剂的腔体和斯特恩层。 （英语） Zbl 1360.78047号

计算。物理学。公社。 185，第3期，720-729（2014）.
摘要：将连续体理论应用于生物分子静电学，可以得到由泊松-玻尔兹曼方程控制的隐式固体模型。依赖边界积分表示的解算器通常不考虑溶剂填充腔或离子排斥（Stern）层等特征，因为处理多个边界曲面会增加难度。这阻碍了与基于体积的方法进行有意义的比较，并且包含这些特征对准确性的影响仍然未知。这项工作提出了一个名为PyGBe的解算器，该解算器使用边界元素公式，可以处理多个交互曲面。利用著名的apbsfinite差分程序进行比较，研究了溶剂填充空腔和Stern层对计算蛋白质溶剂化能和结合能准确性的影响。结果表明，如果应用所需的精度允许溶剂化能误差大于约2%，则可以使用更简单的单表面模型。在计算结合能时，对多面模型的需求与问题有关，当配体和受体的大小相当时，这一需求变得更加关键。与apbssolver相比，当精度要求较高时，边界元求解器的速度更快。当运行在一个gpu卡（nvidiaTesla C2075）上时，与运行在六个Intel Xeon cpu核上的apb相比，PyGBe代码的交叉点的错误率约为1-2%。PyGBe使用树码实现边界元方法的算法加速，并使用gpu通过PyCuda从用户可见的代码（全部是Python）实现硬件加速。该代码在麻省理工学院的许可下是开源的。

引用于三文件

MSC公司：

78M15型 边界元法在光学和电磁理论问题中的应用
78A70型 光学和电磁理论的生物学应用
78A30型 静电和磁力静力学

关键词：

生物分子静电;隐式溶剂;泊松-玻尔兹曼;边界元法;树码;蟒蛇;CUDA公司

软件：

PyCUDA公司;TABI公司;PyGBe公司;蟒蛇;PyOpenCL公司;产品开发B2PQR;APBS公司;CUDA公司
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{C.D.Cooper}等人，《计算》。物理学。Commun公司。185，第3号，720--729（2014；Zbl 1360.78047）
全文： 内政部 arXiv公司 链接

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