超级计算机建立SARS病毒酶模型

　　

生物通报道：Mayo Clinic的研究人员首次建立了一种与SARS病毒复制有关的酶的三维模型。这些瞬时的“实时结构（sturtures-in-time）”是设计一种抗SARS药物的关键，也是防止病毒继续威胁人类的一个好消息。

这种SARS病毒酶——类糜蛋白半胱氨酸蛋白酶（chymotrypsin-like cysteine proteinase）的结构和动力学研究结果公布在Proteins: Structure, Function, and Bioinformatics的网络版上（ http://www3.interscience.wiley.com/cgi-bin/fulltext/109593993/HTMLSTART ）。Mayo Clinic的研究人员，也是计算机辅助分子模型实验室的负责人Yuan-Ping Pang博士利用自己设计、构建和控制的万亿级（terascale）超级计算机系统建立了这个模型——实际上，Pang博士利用800个个人电脑（PC）处理器共同工作，分析了SARS病毒的基因组并在仅SARS病毒基因组公布后20天就按逐个原子构建起这种由8113个原子组成病毒酶的瞬时3D结构。

利用超大型计算机模拟，Pang博士能快速准确地将一个基因组序列转换成能编码出一种蛋白的三维结构，从而作为研究抗SARS药物的基础。这种能力在消化庞大的基因组学和蛋白质组学信息的方面非常重要，并且对战胜新出现的传染疾病也是至关重要的。这项研究还是多个低成本、家用计算机联合用于大规模生物系统模拟的成功例子。

自从2003年初SARS爆发，各国研究人员竞相研究这种关键的SARS病毒酶的三维结构，希望促进药物设计的发展。到目前为止，三个独立的X射线结晶学研究组已经破译了它的三维结构（用原子坐标表示）。2003年4月30日，Pang博士将他的由计算机得到的三维瞬时结构图存入蛋白质数据库（Protein Data Bank），并且在2003年7月2日将这些结构公布于世，这个结果比最早的X射线晶体衍射结果公布早了27天。

现在Pang博士利用他个性化的计算机对一个他们的小组构建的Mayo内部化合物数据库进行评估。这个数据库包含250万不同的化合物的分子质量、形状和极性特征。他的目的是将它们的特性与计算机发现的关键SARS病毒酶的动力学特性进行匹配，以此找到抗SARS药物。

Pang博士和Andrea Dooley在Mayo完成了这项研究并将20个计算机确定的小分子送到了Birmingham, Ala.的南方研究所，用于进一步的抗SARS药物检测。此外Pang博士还在改进这个计算机系统的性能，目标是达到每秒千万亿次（ petaflops）浮点运算的级别。（Yang Shujuan）