Amber24, AmberTools24の主な新機能/more coming soon(2024年4月)

※新機能の一覧は、開発元の公開に合わせて弊社も更新させていただきますが、現時点で公開されている情報は以下の通りです。

  • Amber24
    • AMD GPUのサポート
    • 錬金術的な状態間の変換経路/ソフトコアポテンシャルおよび錬金術的強化サンプリング(ACES)法の改善
      • 最適化位相空間オーバーラップλスペーシング法など新しいツールを含む、λスケジューリングオプションの高度化
      • λ依存の「Boresch」法を用いた結合、角度、ねじれ拘束によるScaffold Hoppingと絶対結合自由エネルギー機能
      • 変動する参照分子骨格へのλ依存RMSDフィット拘束
      • 錬金術的自由エネルギー変換と最終状態の参照ポテンシャル(例:MM→QMまたはMM→ML)シミュレーションのための非平衡仕事フレームワーク(Jarzynski方程式とCrooks方程式)
      • 「cycle closure」や実験的制約を課した、タンパク質-リガンド結合熱力学グラフによる錬金術的自由エネルギーネットワークの解析を行う手法
    • Gaussian accelerated MDを用いたリガンドータンパク質間相互作用を研究する手法(LIG-GaMD)
    • 全原子PMEに対応したcontinuous constant pH動力学法がGPUに対応
    • 新規連続体溶媒/イオン実溶媒モデル
    • セルフガイドランジュバン動力学法を、運動量と力の両方のガイド因子を用いるように修正
    • レプリカ交換機能の更新
  • AmberTools24
    • 力場パラメーターの新規追加および更新
      • GAFF2にABCG2電荷モデルを追加
    • Quick:Hartree-Fock および DFT 電子構造計算のためのプログラム。 GPUもサポート。Quick は QM/MM シミュレーション用にsander と統合されており、 AmberTools24 では大幅な性能向上、f基底関数のサポート、新しい構造最適化ルーチン、スピン非制限計算のサポートが含まれています。
    • cpptrajプログラムの新機能および修正:
      • NPTトラジェクトリーのアンラッピングと拡散イメージング機能を修正
      • NPTトラジェクトリーのアンラップ時に(平均ユニットセルに投影することで)ボックスの揺らぎを除去する機能を追加
      • 複数の時間起点からのMPI並列化した拡散係数計算と、toroidal-view-preservingスキームによる拡散係数計算を追加
      • 核酸構造解析において、軸の書き込み、ユーザー指定の塩基対の取り込み、すべての水素結合のレポート機能を追加
      • energyコマンドからOpenMMを使用して全エネルギーを計算する機能を追加
      • 選択した原子の質量や電荷を変更する機能を追加
      • トラジェクトリー中の構造について拡張類似性スコアを計算する機能を追加
      • 内部座標(Z-matrix)の利用・操作機能を追加
      • GISTにMPI並列と回転可能なグリッドを追加
      • 連続する残基をマージするために「change」コマンドに「mergeres」キーワードを追加
      • 「atommap」コマンドでマップされた原子名を参照名に変更する機能を追加
      • 「box」コマンドに「getbox」キーワードを追加し、ユニットセル、分率座標セル、対称形状行列データを抽出できるようにした
      • 電荷を計算して標準出力に表示するためのコマンドラインフラグ「--charge」を追加
    • 錬金術的自由エネルギー計算を解析するルーチンのfe-toolkitパッケージ。
AmberTools23の主な新機能(2023年4月)
  • 力場パラメーターの新規追加および更新
    • OL21:DNAパラメーターのアップデート
    • GAFF2:バージョン2.20へのアップデート
    • PTM (Post-translational modification) パラメーターをいくつかアップデート
  • Quick:Hartree-Fock および DFT 電子構造計算のためのプログラム。 GPUもサポート。Quick は QM/MM シミュレーション用にsander と統合されており、 AmberTools23 では大幅な性能向上、新しい構造最適化ルーチン、スピン非制限計算のサポートが含まれています。
  • fe-toolkit錬金術的自由エネルギー計算を解析するパッケージ
  • cpptrajプログラムの新機能および修正:
    • 「prepareforleap」スクリプトで糖鎖をサポートしました。
    • nastruct、ZDNA、parallel DNAを修正しました。
    • 任意のデータセットをNetCDFファイルに書き込む機能を追加しました。
    • データセットの要素にループをかけるためのfor indataを追加しました。
    • NetCDF4/HDF5トラジェクトリーのサポートおよびNetCDF4トラジェクトリーのオンザフライ可逆圧縮または非可逆圧縮のサポートが追加されました。
    • 「diffusion」と「unwrap」の動作を高速化し、OpenMP並列化を行いました。
    • 「2drms」と「cluster」にクォータニオンベースのRMSD計算を追加しました。
    • Hへの結合に拘束条件のある場合のエネルギーを再現するために、「energy」アクションに「nobondstoh」キーワードを追加しました。
    • 「Radial」アクションのCUDAバージョンを追加しました。
    • 回転行列から回転角度を抽出し、複数の軸の周りの回転を修正する機能を追加しました。
    • 指定した地点までのRDFを計算する機能を追加しました。
    • GISTを混合物や非水溶媒に拡張しました。
Amber22, AmberTools22の主な新機能(2022年4月)
  • Amber22
    • ソフトコアポテンシャルを用いたアルケミカル自由エネルギー計算の拡張
    • ラムダスケジューリングオプションの拡張
    • SHAKE法を「TI」で使用する機能
    • REST2的レプリカ交換サンプリングの強化
    • Gaussian accelerated MD (PPI-GaMD) を用いたタンパク質間相互作用
    • セルフガイドランジュバン動力学法を、運動量と力の両方のガイド因子を用いるように修正し、Canonicalアンサンブルへの接続も行うようにした
    • Kernel Modified MDによる、学習設定に基づいた力場のオンザフライ更新が可能に
    • pmemdとmdgxでより多くのタイプの「extra points」をサポート。
  • AmberTools22
    • 力場パラメーターの新規追加および更新
      • Lipid21:脂質用パラメーターのメジャーアップデート
      • 分極性水モデルOPC3-pol
      • フッ素化アミノ酸の新しいパラメーター
    • Quick:Hartree-Fock および DFT 電子構造計算のためのプログラム。 GPUもサポート。Quick は QM/MM シミュレーション用にsander と統合されており、 AmberTools22 では大幅な性能向上、新しい構造最適化ルーチン、スピン非制限計算のサポートが含まれています。
    • 3D-RISM:周期境界をサポートし、開境界の性能とスケーリングが改善されました。
    • cpptraj:GISTの改良、新しいクラスター解析、糖鎖をサポートした 「prepareforleap」スクリプトなどの変更
    • PyRESPプログラムは、additiveとpolariableの両方の力場に対するRESPフィッティングをサポートします。
    • Amber pGM分極力場用の新しい定圧プロトコルが追加されました。
AmberTools21の主な新機能(2021年4月)
  • 新規力場および更新
    • ReaxFF: 様々な化学的挙動をサポートする反応分子動力学用力場
    • OPC, OPC3水モデルに新しいイオンパラメーターを追加
    • 改良されたアミノ酸のパラメーターを追加
  • Hartree-FockおよびDFT電子構造計算のためのQuickパッケージ、GPU対応 QuickはQM/MMシミュレーション用のsanderに統合されています。
  • gcc10/gfortran10に対応しました。
  • cpptrajプログラムの新機能:
    • GISTにParticle Mesh Ewaldオプションを追加し、非結合エネルギー計算を高速化
    • permutedihedralsrandomizeionsコマンドのパフォーマンスを向上
    • CPPTRAJのconfigureで、必要に応じて外部ライブラリを自動的にダウンロードしてビルドすることができるようになりました。
    • デフォルトの乱数生成器を変更する機能を追加しました。新しいコマンド:random
    • nastructのアクションにsscalcキーワードを追加し、nastructにストランド内の連続した塩基間のパラメータを計算するようにしました。
    • flattenコマンドを追加しました。1つ以上の行列を、要素の和や平均によって1次元の配列に変換します。
    • 単位セルの取り扱いを大幅に変更しました。
    • gist, lie, pairdistアクションなどのバグを修正しました。
    • volmapの計算を2-3倍に高速化しました。参照:Improving the speed of volumetric density map generation via cubic spline interpolation.Journal of Molecular Graphics and Modelling, Volume 104, May 2021, 107832
    • densityアクションにrestrictキーワードを追加し、指定した軸の周りの特定の形状に計算を制限するようにしました。
    • nselectedoutキーワードをmaskアクションに追加し、選択された原子の総数をフレームごとに表示するようにしました。
    • 不連続な分子を扱えるようになりました。
    • CONECTレコードのPDBファイルへの出力をより適切に制御できるようになりました。
    • spamvolmapアクションの修正と改善。3Dグリッドの扱いを改善しました。
    • あるCOORDSセットの全部または一部を別のCOORDSセットに移植するための新しいコマンドgraftを追加しました。
    • parmtrajinコマンドでPDB内の代替原子位置をフィルタリングできるようになりました。
    • 新しいevalplateauコマンドを利用して、ある特性が「安定化」したかどうかを判断できます。A protocol for preparing explicitly solvated systems for stable molecular dynamics simulations., J. Chem. Phys. 153, 054123 (2020)に概説されている実溶媒シミュレーションの準備プロトコルの一部として使用されています。
    • makestructure, dssp, change, bondsの改良。
    • datasetコマンドにshiftキーワードを追加しました。このキーワードは特定の基準にマッチするデータにオフセットを適用するために使用できます。
    • datafilterコマンドがデータセットをその場で変更できるようになりました。
    • nastructアクションにnoframespacesキーワードを追加し、出力のフレーム間に空の行を印刷しないようにしました。
Amber20, AmberTools20の主な新機能(2020年5月)
  • Amber 20
    • ソフトコア・ポテンシャルを利用した自由エネルギー計算法の拡張
    • リザーバーおよびハイブリッドレプリカ交換法の追加
    • Gaussian Accelerated MDの "リガンド "と "ペプチド "バージョンを追加
    • MBXでのMB-polシミュレーションをサポートした外部力場ライブラリーへの新しいインターフェイス
    • NVLINKのサポート及び並列GPUシミュレーションの改良
  • AmberTools 20
    • 新規力場および力場の更新
      • タンパク質のためのFF19SB力場
      • 蛍光染料とリンカーのAmber-Dyesパラメーター
      • 粗視化シミュレーションのためのSIRAHモデル
      • gem.pmemdプログラムを使用した、AmoebaとGEMの分極力場
    • 湾曲した膜を作成するためのPACKMOL-Memgenプログラムの拡張
    • APBS、plumed、MBXなどの外部ライブラリへの接続
    • cmake でのビルド; python3への変更
    • cpptrajも多くの機能拡張が行われています。https://github.com/Amber-MD/cpptraj/wiki