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外切纤维素酶I高效降解结晶纤维素动态学过程与充分条件模拟

                    栏目:生物、医药   发布时间:2015-04-10 12:37:02

1、应用领域,应用的重要性,解决国家什么重要问题?

本应用成果属于生物信息领域。

利用国家超算济南中心的神威4000A百万亿次集群,首先进行单副本的分子动力学模拟,然后利用外切纤维素酶催化结构域的模拟体系(约5万原子)进行多达128个温度副本的分子动力学模拟,一次模拟任务最多成功利用6720CPU核心同时进行计算,最高总运算速度累计达到2274纳秒/天,为分子动力学模拟利用十万核心进行计算提供了新的思路。外切纤维素酶I(CBHI)在降解结晶纤维素有很好的应用前景,如果它能够达到淀粉转化效率的水平,利用秸秆生产燃料乙醇新技术就可以进入工业阶段,对国家的能源战略意义深远。

2、技术难关

1) 解决十万核并行规模;

2)实现应用级保留恢复功能;

3)优化大规模I/O数据处理。

3、应用成果描述

973及国家自然科学基金项目研究的一部分

4、应用效果

通过计算,研究了CBHI催化机理,并了解其催化机制可为其理性改造或全新设计奠定物质基础。同时,通过采用外切纤维素酶催化结构域温度副本交换分子动力学模拟技术,实现了十万核心级的大规模并行计算模拟。