Visual Molecular Dynamics (VMD), moleküler modelleme ve görselleştirme amacıyla geliştirilen bir bilgisayar programıdır.
VMD, başlıca moleküler dinamik simülasyonlarının sonuçlarını görüntülemek ve analiz etmek için geliştirilmiştir. Bunun yanında hacimsel veriler, dizi verileri ve çeşitli grafik nesneleriyle çalışmaya yönelik araçlar da içerir. Oluşturulan moleküler sahneler (trajectory) POV-Ray, RenderMan, Tachyon, Virtual Reality Modeling Language (VRML) ve benzeri dış işleme yazılımlarına aktarılabilir. VMD, gömülü Tcl ve Python yorumlayıcıları sayesinde kullanıcıların kendi Tcl ve Python betiklerini çalıştırmasına da olanak tanır. Yazılım, Unix, macOS ve Microsoft Windows işletim sistemlerinde çalışmaktadır. VMD, ticari olmayan kullanıcılara yönelik özel bir lisans kapsamında ücretsiz olarak sunulmakta; bu lisans programın kullanılmasına ve kaynak kodunun değiştirilmesine izin vermektedir.
Tarihi
VMD, Illinois Üniversitesi Urbana-Champaign yerleşkesindeki Beckman Institute for Advanced Science and Technology bünyesinde faaliyet gösteren Kuramsal ve Hesaplamalı Biyofizik Grubu'nda, baş araştırmacı Klaus Schulten öncülüğünde geliştirilmiştir. Yazılımın öncülü olan VRChem, 1992'de Mike Krogh, William Humphrey ve Rick Kufrin tarafından geliştirilmiştir. VMD'nin ilk sürümü ise William Humphrey, Andrew Dalke, Ken Hamer, Jon Leech ve James Phillips tarafından yazılmış ve 1995'te yayımlanmıştır. İlk VMD sürümleri Silicon Graphics iş istasyonları için geliştirilmiş, ayrıca CAVE (Cave Automatic Virtual Environment) sistemlerinde çalışabilmiş ve NAMD ile iletişim kurabilmiştir. Yazılım, 1995-1996 yıllarında Andrew Dalke, William Humphrey ve J. Ulrich; 1997-1998 yıllarında ise Sergei Izrailev ile John Stone tarafından geliştirilmeye devam edilmiştir. 1998 yılında John Stone, VMD'nin baş geliştiricisi olmuş; yazılımı çok sayıda Unix işletim sistemine taşımış ve ilk tam özellikli OpenGL sürümünü tamamlamıştır. Microsoft Windows için hazırlanan ilk VMD sürümü 1999 yılında yayımlanmıştır.
VMD kullanılarak görselleştirilen 1 milyar atomlu aerosol hâlindeki SARS-CoV-2 virionu.
2001'de Justin Gullingsrud, Paul Grayson ve John Stone, etkileşimli moleküler dinamik simülasyonlarının yürütülmesi amacıyla dokunsal geri bildirim aygıtlarına destek eklemiş ve VMD ile NAMD arasındaki etkileşimi daha da geliştirmiştir. Sonraki yıllarda Jordi Cohen, Justin Gullingsrud ve John Stone grafik kullanıcı arayüzünü baştan tasarlamış, hacimsel verilerin görüntülenmesi ve işlenmesine yönelik yerleşik destek eklemiş, ayrıca GLSL kullanımını yazılıma kazandırmıştır.
VMD ile görselleştirilen Uydu Tütün Mozaik Virüsü. Virüsün yüzeyi radyal uzaklığa göre renklendirilmiş, nükleik asitleri ise şerit gösterimiyle sunulmuştur. Görüntü Tachyon kullanılarak oluşturulmuştur.
Süreçler arası iletişim
VMD, Tcl/Tk aracılığıyla diğer programlarla iletişim kurabilir. Bu iletişim, VMD ile birlikte çalışan çok sayıda harici eklentinin geliştirilmesine olanak sağlamıştır. Söz konusu eklentiler, VMD'nin sunduğu özellik ve araçları önemli ölçüde genişleterek onu hesaplamalı kimya, biyoloji ve biyokimya alanlarında en yaygın kullanılan yazılımlardan biri hâline getirmiştir.
Aşağıda Tcl/Tk kullanılarak geliştirilen bazı VMD eklentileri yer almaktadır:
Delphi Force — Elektrostatik kuvvetlerin hesaplanması ve görselleştirilmesi.
Pathways Plugin — Baskın elektron aktarım yollarını belirler ve donör-akseptör arasındaki elektronik tünellemeyi tahmin eder.
Check Sidechains Plugin —Asparajin (Asn), glutamin (Gln) ve histidin (His) yan zincirleri için en uygun yönelimi ve protonasyon durumunun seçilmesine yardımcı olur.
MultiMSMS Plugin — MSMS (Michel Sanner's Molecular Surface) hesaplamalarını önbelleğe alarak kare dizilerinin animasyonunu hızlandırır.
Interactive Essential Dynamics — Temel dinamiklerin etkileşimli olarak görselleştirilmesini sağlar.
Mead Ionize — Yüksek yüklü sistemler için geliştirilmiş bir Autoionize sürümüdür.
Andriy Anishkin's VMD Scripts — Görselleştirme ve analiz amacıyla geliştirilmiş çeşitli VMD betiklerini içerir.
RMSD Trajectory Tool — Yörüngeler için geliştirilen RMSD (Root Mean Square Deviation) eklentisinin geliştirme sürümüdür.
Clustering Tool — Bir yapının konformasyon kümelerini görselleştirir.
iTrajComp — Yörüngelerin etkileşimli olarak karşılaştırılmasını sağlar.
Swap — RMSD hizalamasını iyileştirmek amacıyla atom koordinatlarının yer değiştirilmesini gerçekleştirir.
Intervor — Protein–protein etkileşim ara yüzlerinin çıkarılmasını ve görüntülenmesini sağlar.
SurfVol — Proteinlerin yüzey alanını ve hacmini ölçer.
vmdICE — RMSD, RMSF (Root Mean Square Fluctuation), SASA (Solvent Accessible Surface Area) ve zamana bağlı diğer niceliklerin hesaplanmasına yönelik bir eklentidir.
molUP —Gaussian yazılımı kullanılarak gerçekleştirilen QM ve ONIOM hesaplamalarını yürütmeye yönelik bir VMD eklentisidir.
VMD Store — Kullanıcıların diğer VMD eklentilerini keşfetmesine, kurmasına ve güncellemesine yardımcı olan bir VMD eklenti deposudur.
ffTK (Force Field Toolkit) — Küçük moleküllerin CHARMM kuvvet alanı parametrelerinin kuantum kimyası hesaplamaları veya mevcut CGenFF verileri kullanılarak oluşturulmasını ve iyileştirilmesini sağlar.
↑"VMD User's Guide"(PDF). NIH Resource for Macromolecular Modeling and Bioinformatics (İngilizce). Massachusetts Institute of Technology. 29 Ocak 2012. 9 Haziran 2016 tarihinde kaynağından(PDF) arşivlendi16 Temmuz 2026.
↑"VMD License". Theoretical and Computational Biophysics Group. NIH Center for Macromolecular Modeling & Bioinformatics. University of Illinois at Urbana-Champaign. 21 Ocak 2022 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 16 Temmuz 2026.
12"VMD Release History". Theoretical and Computational Biophysics Group (İngilizce). NIH Center for Macromolecular Modeling & Bioinformatics, University of Illinois at Urbana-Champaign. 16 Temmuz 2026 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 16 Temmuz 2026.
↑"VMD 1.3". Theoretical and Computational Biophysics Group. NIH Center for Macromolecular Modeling & Bioinformatics, University of Illinois at Urbana-Champaign. 16 Temmuz 2026 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 16 Temmuz 2026.
↑"VMD 1.4". Theoretical and Computational Biophysics Group. NIH Center for Macromolecular Modeling & Bioinformatics, University of Illinois at Urbana-Champaign. 16 Temmuz 2026 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 16 Temmuz 2026.
↑Stone, John E; Gullingsrud, Justin; Grayson, Paul; Schulten, Klaus (2001). A system for interactive molecular dynamics simulation. ACM Symposium on Interactive 3D Graphics (İngilizce). New York. ss.191-194. 14 Nisan 2026 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 16 Temmuz 2026.
↑Dreher, Matthieu; Piuzzi, Marc; Ahmed, Turki; Matthieuten, Chavent (2013). "Interactive Molecular Dynamics: Scaling up to Large Systems"(PDF). International Conference on Computational Science. Barselona; New York: Elsevier. 16 Temmuz 2026 tarihinde kaynağından arşivlendi(PDF)16 Temmuz 2026.
↑"VMD 1.8". Theoretical and Computational Biophysics Group. NIH Center for Macromolecular Modeling & Bioinformatics, University of Illinois at Urbana-Champaign. 16 Temmuz 2026 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 16 Temmuz 2026.
↑"VMD 1.8.7". Theoretical and Computational Biophysics Group. NIH Center for Macromolecular Modeling & Bioinformatics, University of Illinois at Urbana-Champaign. 16 Temmuz 2026 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 16 Temmuz 2026.
"VMD eklentileri", Theoretical and Computational Biophysics Group (İngilizce), NIH Center for Macromolecular Modeling & Bioinformatics, University of Illinois at Urbana-Champaign