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目前已发布的针对生物大分子的可视化工具可以满足大多数研究者的需求,然而二维的媒介载体与交互方式的局限性使其难以为生物分子的结构和功能研究带来新的视角和思路,虚拟现实技术因其沉浸性和交互性可以弥补这类不足。本论文采用虚拟现实技术,主要开展了以下几方面的工作:第一,以紫细菌的光合作用体系为对象,开发了从生物分子结构与分子动力学模拟轨迹在虚拟现实中可视化的工作流程以实现在虚拟现实场景中分子的显示与交互。在虚拟现实场景中,用户可“拾取”蛋白分子和色素小分子进行观察。本研究为光合体系的研究成果提供了新的呈现方式。第二,我们开发了基于虚拟现实的蛋白质对接游戏平台。用户可以通过该平台对每一个游戏关卡中的蛋白质配体进行三维空间变换操作,使之与蛋白质受体形成蛋白质复合物;对接操作以原始蛋白质复合物构象的空间位置作为参考标准。本平台通过用户对蛋白质的对接操作可增进用户对蛋白质对接原理的学习与理解。第三,本论文初步开发了一套运行在Unreal Engine4虚拟现实引擎的插件——PDBTool,该插件可直接读取和解析蛋白质的PDB文件并构建出蛋白质的三维模型。在PDBTool插件基础上开发了Doc Kit生物大分子对接辅助平台,该平台可将分子非键能量作为参考评价蛋白质受体和配体的亲和力,同时使用CPU+GPU异构并行加速分子非键能量计算,通过该平台用户可以“抓取”蛋白质并依据用户的三维空间感知能力和生物化学背景知识进行对接操作,对接完成可输出目标复合物的PDB格式结构文件。我们有理由相信,虚拟现实技术作为一种新的计算机模拟方式可为生命科学研究领域带来更多价值。