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S P O N G E | S P O N G E ¶ 简 介 S P O N G E （ S i m u l a t i o n P a c k a g e t O w a r d N e x t G E n e r a t i o n m o l e c u l a r m o d e l l i n g ） 是 由 北 京 大 学 高 毅 勤 课 题 组 开 发 的 分 子 动 力 学 模 拟 程 序 。 ¶ 基 本 介 绍 分 子 动 力 学 （ M o l e c u l a r D y n a m i c s , M D ） 模 拟 是 化 学 、 物 理 学 、 生 物 学 、 材 料 科 学 和 许 多 其 他 领 域 的 有 用 工 具 。 在 过 去 4 0 年 中 ， 人 们 开 发 了 各 种 高 效 的 计 算 算 法 和 M D 程 序 ， 用 于 研 究 日 益 复 杂 和 大 型 系 统 的 动 力 学 ， 如 R N A 聚 合 酶 、 细 胞 膜 中 的 膜 蛋 白 、 S A R S C o V 2 病 毒 等 。 然 而 ， 随 着 应 用 范 围 和 规 模 的 扩 大 ， 分 子 模 拟 软 件 需 要 更 高 的 计 算 能 力 。 缩 小 模 拟 与 实 验 之 间 差 距 的 最 直 接 策 略 是 利 用 更 强 大 的 计 算 硬 件 。 例 如 ， S h a w 研 究 所 专 门 设 计 了 安 东 （ A n t o n ） ， 可 以 对 系 统 大 小 为 几 百 万 个 原 子 的 单 结 构 域 蛋 白 质 进 行 毫 秒 级 模 拟 。 相 比 之 下 ， 使 用 图 形 处 理 单 元 （ G P U ） 可 能 是 大 多 数 研 究 小 组 最 经 济 实 惠 和 最 有 前 途 的 方 法 。 从 另 一 个 方 面 看 ， 许 多 先 进 的 计 算 算 法 也 已 开 发 出 来 并 得 到 广 泛 应 用 ， 从 而 延 长 了 模 拟 时 间 尺 度 。 特 别 是 在 过 去 几 十 年 中 ， 人 们 开 发 了 许 多 增 强 型 采 样 方 法 ， 以 实 现 快 速 热 力 学 和 / 或 动 力 学 计 算 。 这 些 方 法 包 括 但 不 限 于 广 泛 使 用 的 伞 状 采 样 、 元 动 力 学 、 加 速 M D 、 复 制 交 换 分 子 动 力 学 （ R E M D ） 、 并 行 回 火 、 模 拟 回 火 、 多 正 则 模 拟 （ 特 别 是 通 过 W a n g L a n d a u 算 法 实 现 ） 以 及 许 多 其 他 方 法 。 在 过 去 的 1 5 年 中 ， 我 们 致 力 于 开 发 面 向 复 杂 化 学 和 生 物 系 统 的 高 效 分 子 模 拟 方 法 ， 设 计 了 一 系 列 增 强 型 采 样 方 法 ， 实 现 了 构 象 和 轨 迹 空 间 的 快 速 采 样 ， 并 实 现 了 复 杂 系 统 热 力 学 和 动 力 学 特 性 的 快 速 计 算 。 最 近 ， 我 们 开 发 了 一 个 名 为 S P O N G E 的 国 产 M D 模 拟 软 件 包 ， 它 不 仅 实 现 了 G P U 加 速 的 传 统 M D 模 拟 ， 还 实 现 了 我 们 课 题 组 提 出 的 高 效 增 强 采 样 方 法 。 该 软 件 包 具 有 高 度 模 块 化 的 特 点 ， 可 以 轻 松 集 成 其 他 功 能 或 算 法 ， 尤 其 是 最 新 的 深 度 学 习 潜 力 和 算 法 。 ¶ 组 成 部 分 目 前 ， S P O N G E 主 要 包 含 三 个 部 分 ， 分 别 为 C u d a S P O N G E 、 M i n d S P O N G E 和 X p o n g e 。 C u d a S P O N G E ： 使 用 c u d a c / c + + 编 写 的 分 子 动 力 学 模 拟 程 序 M i n d S P O N G E ： 使 用 神 经 网 络 框 架 M i n d s p o r e 编 写 的 分 子 动 力 学 模 拟 程 序 X p o n g e ： 使 用 p y t h o n 编 写 的 分 子 动 力 学 模 拟 前 后 处 理 工 具 ¶ 参 考 文 献 ¶ 程 序 ¶ C u d a S P O N G E Y u P e n g H u a n g , Y i j i e X i a , L i j i a n g Y a n g , J i a c h e n W e i , Y i I s a a c Y a n g , Y i Q i n G a o , S P O N G E : A G P U A c c e l e r a t e d M o l e c u l a r D y n a m i c s P a c k a g e w i t h E n h a n c e d S a m p l i n g a n d A I D r i v e n A l g o r i t h m s . C h i n . J . C h e m . , 2 0 2 2 , 4 0 : 1 6 0 1 6 8 . D O I : 1 0 . 1 0 0 2 / c j o c . 2 0 2 1 0 0 4 5 6 . ¶ M i n d S P O N G E J u n Z h a n g , D e c h i n C h e n , Y i j i e X i a , Y u P e n g H u a n g , X i a o h a n L i n , X u H a n , N i n g x i N i , Z i d o n g W a n g , F a n Y u , L i j i a n g Y a n g , Y i I s a a c Y a n g , a n d Y i Q i n G a o , A r t i f i c i a l I n t e l l i g e n c e E n h a n c e d M o l e c u l a r S i m u l a t i o n s . J . C h e m . T h e o r y C o m p u t . 2 0 2 3 J u l 2 5 ; 1 9 ( 1 4 ) : 4 3 3 8 4 3 5 0 . D O I : 1 0 . 1 0 2 1 / a c s . j c t c . 3 c 0 0 2 1 4 . ¶ X p o n g e Y i j i e X i a , a n d Y i Q i n G a o , X p o n g e : A P y t h o n p a c k a g e t o p e r f o r m p r e a n d p o s t p r o c e s s i n g o f m o l e c u l a r s i m u l a t i o n s . J . O p e n S o u r c e S o f t w . , 2 0 2 2 , 7 ( 7 7 ) , 4 4 6 7 , D O I : 1 0 . 2 1 1 0 5 / j o s s . 0 4 4 6 7 ¶ 应 用 ¶ 2 0 2 4 Q i b i n W u , X i n y u e G a o , Y i f a n L i n , C a i j i n W u , J i a n Z h a n g , M e n g t i n g C h e n , J i a x i n W e n , Y a j i a o W u , K u n T i a n , W e n q i a n g B a o , P e n g m i n g S u n a n d A n Z h u , I n t e g r a t i n g E p i g e n e t i c s , P r o t e o m i c s , a n d M e t a b o l o m i c s t o R e v e a l t h e I n v o l v e m e n t o f W n t / β C a t e n i n S i g n a l i n g P a t h w a y i n O r i d o n i n I n d u c e d R e p r o d u c t i v e T o x i c i t y , T o x i c s , 2 0 2 4 , 1 2 , 3 3 9 . D O I : 1 0 . 3 3 9 0 / t o x i c s 1 2 0 5 0 3 3 9 Y u P e n g H u a n g , Y i j i e X i a , L i j i a n g Y a n g , a n d Y i Q i n G a o , P M C I Z : A S i m p l e A l g o r i t h m f o r t h e E l e c t r o s t a t i c s C a l c u l a t i o n i n S l a b G e o m e t r i c M o l e c u l a r D y n a m i c s S i m u l a t i o n s , J . C h e m . T h e o r y C o m p u t . , 2 0 2 4 , 2 0 , 2 , 8 3 2 – 8 4 1 D O I : 1 0 . 1 0 2 1 / a c s . j c t c . 3 c 0 1 1 2 4 ¶ 2 0 2 3 Y e T i a n , Y i z h i S o n g , Y i j i e X i a , J i a n i H o n g , Y u p e n g H u a n g , R u n z e M a , S i f a n Y o u , D o n g G u a n , D u a n y u n C a o , M e n g z e Z h a o , J i C h e n , C h e n S o n g , K a i h u i L i u , L i M e i X u , Y i Q i n G a o , E n G e W a n g a n d Y i n g J i a n g , N a n o s c a l e o n e d i m e n s i o n a l c l o s e p a c k i n g o f i n t e r f a c i a l a l k a l i i o n s d r i v e n b y w a t e r m e d i a t e d a t t r a c t i o n , N a t . N a n o t e c h n o l . , 2 0 2 3 D O I : 1 0 . 1 0 3 8 / s 4 1 5 6 5 0 2 3 0 1 5 5 0 9 D e j i a L i u , H o n g Z h a n g , Y u P e n g H u a n g , a n d Y i Q i n G a o , I n v e s t i g a t i n g t h e A c t i v a t i o n M e c h a n i s m D i f f e r e n c e s b e t w e e n H u m a n a n d M o u s e c G A S b y M o l e c u l a r D y n a m i c s S i m u l a t i o n s , J . P h y s . C h e m . B , 2 0 2 3 , 1 2 7 , 2 2 , 5 0 3 4 – 5 0 4 5 . D O I : 1 0 . 1 0 2 1 / a c s . j p c b . 3 c 0 2 3 7 7 S h i z h i H u a n g , Y u P e n g H u a n g , Y i j i e X i a , J i n g y i D i n g , C h e n g y u a n P e n g , L u l u W a n g , J u n r o n g L u o , X i n X i a n g Z h a n g , J u n r o n g Z h e n g , Y i Q i n G a o , a n d J i t a o C h e n , H i g h L i + c o o r d i n a t e d s o l v a t i o n s h e a t h s e n a b l e h i g h ‐ q u a l i t y L i m e t a l a n o d e , I n f o M a t , 2 0 2 3 , 5 ( 5 ) : e 1 2 4 1 1 . D O I : 1 0 . 1 0 0 2 / i n f 2 . 1 2 4 1 1 H o n g x u D u , W e n j i n g Z h a o , Y i j i e X i a , S i y u X i e , Y i T a o , Y i Q i n G a o , J i e Z h a n g , a n d X i n h u a W a n , E f f e c t o f s t e r e o r e g u l a r i t y o n e x c i t a t i o n d e p e n d e n t f l u o r e s c e n c e a n d r o o m t e m p e r a t u r e p h o s p h o r e s c e n c e o f p o l y ( 2 v i n y l p y r i d i n e ) . A g g r e g a t e , 2 0 2 3 , 4 , e 2 7 6 . D O I : 1 0 . 1 0 0 2 / a g t 2 . 2 7 6 ¶ 2 0 2 2 W e n j i n g Z h a o , H o n g x u D u , Y i j i e X i a , S i y u X i e , Y u P e n g H u a n g , T i e q i X u , J i e Z h a n g , Y i Q i n G a o a n d X i n h u a W a n , A c c e l e r a t i n g s u p r a m o l e c u l a r a g g r e g a t i o n b y m o l e c u l a r s l i d i n g , P h y s . C h e m . C h e m . P h y s . , 2 0 2 2 , 2 4 , 2 3 8 4 0 2 3 8 4 8 . D O I : 1 0 . 1 0 3 9 / D 2 C P 0 4 0 6 4 F ¶ 网 站 更 新 ¶ 2 0 2 4 ¶ 2 0 2 4 / 0 1 / 0 1 推 出 S P O N G E 的 1 . 4 正 式 版 本 ¶ 2 0 2 3 ¶ 2 0 2 3 / 1 2 / 2 9 更 新 网 站 框 架 ， 使 用 w i k i . j s ¶ 2 0 2 3 / 1 1 / 2 5 更 新 S P O N G E 1 . 4 b 0 版 本 更 新 X p o n g e 的 文 档 更 新 S P O N G E 的 文 档 ¶ 2 0 2 3 / 0 3 / 1 2 更 新 S P O N G E 1 . 3 版 本 ¶ 2 0 2 2 ¶ 2 0 2 2 / 0 8 / 1 3 更 新 S P O N G E 1 . 2 . 6 版 本 ， 支 持 非 周 期 性 边 界 条 件 和 隐 式 溶 剂 的 模 拟 更 新 X p o n g e 的 文 档 ¶ 2 0 2 2 / 0 4 / 0 1 更 新 S P O N G E 1 . 2 . 5 版 本 ¶ 2 0 2 2 / 0 1 / 0 7 更 新 S P O N G E 1 . 2 b e t a 3 版 本 ¶ 2 0 2 1 ¶ 2 0 2 1 / 1 1 / 0 9 更 新 S P O N G E 1 . 2 b e t a 2 版 本 ¶ 2 0 2 1 / 1 0 / 2 1 更 新 S P O N G E 1 . 2 b e t a 版 本 ¶ 2 0 2 1 / 0 8 / 2 1 M i n d S p o r e S P O N G E W o r k s h o p 成 功 进 行 ， B 站 回 放 ¶ 2 0 2 1 / 0 6 / 1 5 网 站 通 过 I C P 备 案 和 网 安 备 案 ， 上 传 程 序 ， 完 成 基 本 搭 建

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