Молекулярная динамика фермента репарации Fpg в комплексе с фрагментом поврежденной ДНК. Цвета красный, желтый, зеленый, синий соответствуют последовательным структурам, генерируемым методом молекулярной динамики с интервалом 1 нс. Двойная спираль ДНК показана черным цветом. Изучена динамика аминокислот триптофана фермента, которые являются флуоресцентными метками.

Метод молекулярной динамики (МД) является мощным средством исследования структуры и взаимодействия биологических макромолекул на атомном уровне. Метод МД позволяет получить картину стохастических тепловых флуктуаций трехмерной структуры молекулярной системы в водном растворе и изучить связь между её микроскопическим строением и биологической функцией, например оценить изменение стабильности и каталитических характеристик ферментов или сродства к связыванию данных молекул лекарственных препаратов или субстратов. Практика применения коммерчески доступных программных комплексов показывает, что их применение к нестандартным биополимерам, т. е. биополимерам, содержащим не канонические аминокислотные остатки или нуклеотиды, затруднительно. Во-первых, это обусловлено ограниченностью библиотек топологий остатков аминокислот и нуклеотидов в распространяемых пакетах. Во-вторых, приближенность известных силовых полей и моделей сольватации оставляет возможность для поиска более точной модели описания энергии биополимера в водном растворе. Это явилось причиной разработки собственной оригинальной версии комплекса программ моделирования биополимеров методом молекулярной динамики BISON (BIoSimulator Origin Novosibirsk).

Комплекс программ BISON состоит из пакета пяти программ:

1. BioPASED (BioPolymer Analysis Structure Energy Dynamics) — реализующей метод молекулярной динамики;
2. SIMS — расчет гладкой молекулярной поверхности;
3. FAMBE — расчет энергии поляризации водного раствора решением уравнения Пуассона методом пограничных элементов и энергии сольватации;
4. FAMBEpH — расчет энергии молекулы белка в водном растворе для заданного рН с учетом ионизационного равновесия и сольватации;
5. HBDock — программа исчерпывающего слепого докинга конформационно-подвижного лиганда на гибкий биополимер.

Разработаны интернет версии программ GUI-BioPASED и GUI-HBDock. Программный комплекс позволяет выполнять: конструирование мутантных структур белков, структуры молекулярных комплексов, оптимизацию атомной структуры биополимера, моделирование тепловых флуктуаций атомной структуры методом молекулярной динамики, валидацию структур, конструирование и докинг лигандов. Интернет-версии программ позволяют выполнить формирование задания на удаленном сервере в виде одного исполняемого файла с помощью графического, дружественного интеллектуального интерфейса, экспорт этого файл на собственный компьютер и его исполнение. Интеллектуальный интерфейс позволяет работать с программами моделирования рядовым пользователям, что способствует более широкому проникновению методов компьютерного моделирования как вспомогательного инструмента, открываюшего механистическую картину взаимодействия биополимеров для понимания и планирования молекулярно-биологических экспериментов.