4.2. Описание интерфейса программного пакета и локализация основных параметров модели

Рассмотренный в предыдущем разделе программный алгоритм получил свою практическую реализацию в виде оригинального программного продукта. Была разработана программа MIC (Model of Ion Channels) ver. 1.0, которая использует описанные выше физические принципы броуновской динамики, представленные в виде обсуждавшегося алгоритма, и позволяет моделировать биологическую систему, включающую белковый канал и прилегающий к нему участок мембраны.

Программа имеет широкие возможности для проведения исследовательской работы и адаптирована под интересы экспериментаторов. При этом практически несущественно, какой именно тип мембранной поры или канала интересует исследователя. В главном окне, открывающемся при запуске программы, вводятся основные параметры, необходимые для последующего моделирования (Рис. 9). Интерфейс ввода данных и задания параметров моделирования представлен максимально адаптивно для исследователя, не являющегося специалистом в области моделирования молекулярных процессов.

Возможно использование нескольких алгоритмов работы, включающих в себя прямой расчет по электростатической модели, приближенный расчет, использующий метод Монте-Карло, расчет с использованием уравнения Нернста для потенциала. Программа позволяет снимать различные концентрационные и вольтамперные характеристики каналов (в том числе и рецепторов канального типа) от различных параметров системы. При этом реализуется возможность учета гибкой системы представления геометрии канала (Рис. 10), что позволяет с высокой точностью описывать различные виды каналов. При этом реализуется возможность настройки селективных заряженных фильтров, исходя из структуры доменов формирующих ионную

Свойства фильтра
Количество фильтрующих колец	и Ц—	■ : і

Текущее кольцо	1 І 1	Заряд остатков
Комментарий	¡Аргининовое кольцо	Г" Изменять все
Количество остатков	5 1	_±] ' )
Положениекольца	-7 1 1	«І і—) ♦Ч І-)
Сохранить и выйти	Откат	Г")

Рис. 11. Настройка селективных фильтров моделируемого канала.

Т Визуализация

•		• • * • •	•
Ф Ф Ф •		• . * * • • • • • и*' * * * • • і • * * * * • * • • * - • * *	• • * . * • * • ' • • . * \ • • • > •• .. .
* •		. ** % • +	» * .

Рис. 12. Визуализация транспорта ионов через канал рецептора.

Таким образом, созданное в работе программное обеспечение является практической реализацией предложенного в главах 2, 3 физического алгоритма описания движения ионов вблизи поверхности мембраны. Данный программный продукт ориентирован на экспериментаторов и позволяет проводить количественную оценку ионных токов через мембранные поры различной конфигурации и селективности в различных условиях. Как уже отмечалось выше, в программу заложена возможность измененя числа заряженных аминокислотных остатков в канале, имеющих разное положение и различный заряд. Высокая адаптивность к возможным запросам исследователей, а также исключительная наглядность и простота интерфейса делают данную программу эффективным инструментом в повседневном анализе самых различных задач. Возможности ее применения, а также результаты приложения предложенного в работе алгоритма представлены в следующей главе.