Введение
1.Обзор литературы 8
1.1. Визуализация в реальном масштабе времени 11
1.1.1.Молекулярные модели 12
1.1.1.1.RasMol и OpenRasMol 12
1.1.1.2.WebLab ViewerPro 16
1.1.1.3.Visual Molecular Dynamic (VMD) 17
1.1.1.4.Программный комплекс PyMol 18
1.1.1.5. Общие выводы по программам молекулярной графики 20
1.1.2.Визуализация 3D-функций 21
1.1.2.1.Визуализация 3D функций с использованием 3D API 23
1.1.2.2.VolVis 27
1.1.2.3.AVS/EXPRESS 28
1.2. Высококачественная (пакетная) визуализация 32
1.2.1.Высококачественная Визуализация молекулярных моделей 35
1.2.1.1.PDBImp в среде 3D Studio MAX 36
1.2.1.2.Atomic Blender и Bioblender 38
1.2.1.3.PDB plug-in Jyrki Hokkanen в среде OY Realsoft 3D 39
1.2.2.Пассивная организация молекулярных моделей 44
1.2.3.Визуализация 3D-функций в 3D-редакторах общего назначения 45
1.2.3.1.Jyrki Hokkanen VolData в среде OY Realsoft 3D 46
1.2.3.2.Визуализация 3D-функций среде Blender 47
1.3. Выводы по обзору литературы 48
2. Исследование конформационных особенностей дуплексов днк методом теоретического конформационного анализа 49
2.1. Моделирование низкоэнергетических конформаций нативного дуплекса ДНК для исследований изменения конформации и стабильности двойной спирали ДНК при генотоксической модификации оснований 49
3. Методы и средства высококачественной визуализации молекулярных моделей 62
3.1. Предпосылки для разработки методов и реализующей их программы. Постановка
задачи 62
3.2. Реализация разработанных методов визуализации в программе MolWorld 64
3.2.1. Практика применения MolWorld для визуализации объектов и процессов молекулярной биологии 70
3.2.1.1.Динамическая визуализация переноса заряда в ДНК 70
3.2.1.2.Динамическая визуализация липопротеиновой частицы 72
4. Метод «активной молекулярной модели» и его реализация в программе PDBTools 76
4.1. Программа построения молекулярных моделей - PDBTools 79
4.1.1.реализация элементов концепции «Активной молекулярной модели» в первом приближении 81
4.1.1.1. Aliaswavefront Maya в качестве среды для построения структурированных молекулярных моделей 81
4.1.1.2.Автономная программа рендеринга - Exluna BMRT 84
4.1.2.Структура и основные свойства PDBTools 84
4.1.2.1.Управляющий интерфейс программы PDBTools 88
4.1.2.2.Возможности программы PDBTools по построению «активных» молекулярных моделей 97
4.2. Практическое использование программы PDBTools 102
4.2.1.Визуализация липопротеиновой частицы с помощью PDBTools и системы
рендеринга BMRT v.2.6 102
4.2.2.визуализация в среде Aliaswavefront maya конформационной динамики молекулярных моделей, построенных программой PDBTools 105
4.2.2.1.Визуализация расчета молекулярной динамики ферредоксина Peptococus aerogenes 106
4.2.2.2.Визуализация конформационных изменений геранил-геранил трансферазы 110
5. Разработка методики оценки степени и характера гидратации молекулярной модели с помощью расчетов доступных растворителю объемов 113
5.1.1.Программа расчета доступных растворителю объемов - AccVol 116
6.Визуализация 3d-функций 119
6.1. Программа построения молекулярных моделей и 3D-функций - VOXEL 119
6.1.1.Алгоритм визуализации трехмерных функций 120
6.1.2.Цифровая обработка данных дискретных функций трех переменных 125
6.1.3.Алгоритм визуализации биологических макромолекул 128
6.1.4.Программная платформа — Cinema 4D 130
6.2. Практика применения программы VOXEL для визуализации объектив и процессов физико-химической биологии 135
6.2.1.Динамическая Визуализация механизма протонного транспорта в кристалле гидроксиапатита 135
6.2.2.Визуализация 3D-функций программой Voxel 137
7.Динамическое представление результатов эксперимента по магнитной энцефалографии 142
8.Заключение 150
9.Выводы 152
Литература
