NetSci: A Library for High Performance Biomolecular Simulation Network Analysis Computation

计算 计算机科学 网络分析 数据科学 工程类 算法 电气工程
作者
Andrew Stokely,Lane Votapka,Marcus Hock,Abigail E. Teitgen,J. Andrew McCammon,Andrew McCullough,Rommie E. Amaro
标识
DOI:10.26434/chemrxiv-2024-fjrpp
摘要

We present the Netsci program - an open-source scientific software package that leverages GPU acceleration and a k-nearest-neighbor algorithm in order to estimate the mutual information (MI) between data in a set. The GPU acceleration presented here, as an improvement upon existing estimators, enables calculation speeds several orders of magnitude faster than CPU-based implementations, all with dataset size limits determined only by the available hardware. To demonstrate the validity and usefulness of Netsci, we show that the MI is correctly computed for the analytically-verifiable two-dimensional Gaussian distribution, and we also reproduce the generalized correlation (GC) analysis performed in an earlier study on the B1 domain of protein G. In addition, we apply Netsci to the analysis of molecular dynamics simulations of the Sarcoendoplasmic Reticulum Calcium-ATPase (SERCA) pump. Specifically, we use Netsci to understand the allosteric mechanisms and pathways of SERCA, and compare the differential effects of the binding of two nucleotides, ATP and 2'-deoxy-ATP (dATP). We determine that ATP binding to SERCA, compared to dATP, induces differential allosteric effects. The most likely information pathways from the bound nucleotide to the calcium binding domain are also predicted using our MI estimator in combination with network analysis tools on the SERCA pump, which differs based on the bound nucleotide. Netsci is shown to be a useful program for the estimation of MI and GC within general datasets, and for the analysis of intraprotein communication and information transfer, in particular.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
个性的夜天完成签到,获得积分10
1秒前
许鸽完成签到,获得积分10
1秒前
青年甘蔗发布了新的文献求助10
2秒前
cuddly完成签到 ,获得积分10
2秒前
lihn完成签到,获得积分10
2秒前
负责冰海完成签到,获得积分10
2秒前
JJJJJJ完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
4秒前
浩铭完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
5秒前
lsyt发布了新的文献求助50
5秒前
JiaJiaQing完成签到,获得积分10
6秒前
ding应助qq采纳,获得10
6秒前
大亮完成签到 ,获得积分10
6秒前
叮当的猫完成签到,获得积分10
6秒前
邰猫猫完成签到,获得积分20
7秒前
duckweedyan完成签到,获得积分10
8秒前
LIUjun完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
星辰大海应助justonce采纳,获得10
8秒前
CodeCraft应助yjzzz采纳,获得10
8秒前
你的风筝完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
逝月发布了新的文献求助200
9秒前
9秒前
WWWUBING发布了新的文献求助20
10秒前
玛琪玛小姐的狗完成签到,获得积分10
10秒前
JiaJiaQing发布了新的文献求助10
10秒前
风华完成签到,获得积分10
10秒前
zhangfan发布了新的文献求助10
11秒前
彦卿完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
du完成签到 ,获得积分10
11秒前
迟迟完成签到 ,获得积分10
12秒前
kndfsfmf完成签到,获得积分10
12秒前
哈哈发布了新的文献求助10
12秒前
JamesPei应助盛夏采纳,获得10
12秒前
wjjjj完成签到,获得积分20
13秒前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
徐淮辽南地区新元古代叠层石及生物地层 500
Coking simulation aids on-stream time 450
北师大毕业论文 基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 390
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 360
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4016068
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3556043
关于积分的说明 11319836
捐赠科研通 3289063
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1812373
邀请新用户注册赠送积分活动 887923
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 812044