pDynamo es una biblioteca open-source diseñada para la simulación de sistemas moleculares, integrando métodos de química cuántica (QC), mecánica molecular (MM) y enfoques híbridos QC/MM que permiten estudiar procesos a nivel atomístico en bioquímica y química computacional.¹²³

• Métodos QC: Permite simulaciones con teoría del funcional de la densidad (DFT), Hartree-Fock y métodos semiempíricos como AM1, MNDO, PM3 y RM1, usando bases gaussianas.
• Mecánica Molecular: Soporta varios campos de fuerza estándar como AMBER, CHARMM y OPLS-AA.²
• Simulación híbrida QC/MM: Puede combinar (e incluso acoplar a software externo) métodos cuánticos y clásicos, ideal para estudiar reacciones químicas enzimáticas, catálisis o mutaciones.
• Simulaciones dinámicas: Incorpora algoritmos avanzados para dinámica molecular y simulaciones de Monte Carlo, permitiendo explorar el comportamiento temporal de biomoléculas, sus interacciones y rutas de reacción.⁴¹
• Análisis estructurales: Realiza optimizaciones geométricas, búsqueda de estados de transición, cálculos de propiedades (cargas, dipolos), análisis de modos normales, entre otros.
• Manipulación y conversión de archivos: Lee y escribe en múltiples formatos (XYZ, MOL, PDB, SMILES), facilitando su integración con otras herramientas y el manejo de datos estructurales.⁵
• Extensible y modular: Está escrito principalmente en Python y Cython, lo que facilita la personalización mediante scripts Python; además, ofrece add-ons para cálculos de protonación y búsqueda de estados de transición.²
• Uso y aprendizaje: Cuenta con tutoriales que abarcan desde la simulación de dinámica molecular (por ejemplo, para el bALA) hasta la comparación de diferentes algoritmos de simulación y análisis de datos.⁶⁴

pDynamo se utiliza en investigaciones de biofísica para modelar y simular mecanismos moleculares complejos, como la dinámica de proteínas, reacciones enzimáticas y reconocimiento molecular. Su flexibilidad para integrar métodos cuánticos y clásicos lo hace ideal para estudios donde es necesario un equilibrio entre precisión (zona reactiva tratada cuánticamente) y eficiencia computacional (resto del sistema tratado clásicamente).⁷¹

• Preparación: Importación de la estructura molecular desde archivos XYZ, PDB, MOL o cadenas SMILES.
• Definición de modelos: Asignación de modelos de energía QC, MM o híbridos.
• Simulación: ejecución de dinámica molecular, optimización geométrica o cálculos de trayectorias de reacción.
• Análisis: Extracción de propiedades estructurales y energéticas, visualización y posprocesamiento con software complementario.

pDynamo puede ser integrado en flujos de trabajo junto a herramientas como PyMOL (visualización), MDAnalysis (análisis de trayectorias) y otras plataformas computacionales, aportando capacidades avanzadas para simulaciones y análisis en biofísica computacional.¹⁵

pDynamo es una potente y flexible plataforma para la simulación, análisis y modelado en química teórica y biofísica computacional, apta para investigaciones académicas y científicas avanzadas.