Multiscale Approach to Biomolecular Interactions: From Molecular Dynamics to Brownian Dynamics Simulation of Chromatin Components

生物分子相互作用的多尺度方法：从分子动力学到染色质成分的布朗动力学模拟

• 批准号: 12980094
• 负责人: Professor Dr. Jörg Langowski (†)
• 金额: --
• 依托单位: Abteilung Biophysik der Makromoleküle
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2004-12-31 至 2010-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/12980094?language=en
• 关键词: Multiscale; Approach; Biomolecular; Interactions; Molecular

Eine der großen, bisher ungelösten Herausforderungen bei der Simulation supramolekularer Systeme in der Biologie stellt der Übergang von atomaren Längen- und Zeitskalen (~0.1-1 nm und 10-9-10-7s), wie sie z.B. in der Molekulardynamik (MD) dargestellt werden können, zu Modellen dar, die biologische Prozesse auf wesentlich größeren Skalen beschreiben (z.B. nm-¿m und ms-s). Unser Projekt hat zum Ziel, die Informationen auf unterschiedlichen Größen- und Zeitskalen möglichst nahtlos zu verknüpfen. Ein solches Vorgehen ist von besonderer Bedeutung für die Beschreibung der Struktur und Dynamik von Chromatin., wo bekannt ist, dass Phänomene auf atomarer Größenskala (z.B. Histon- und DNA-Modifikationen) die globale Organisation des Genoms steuern können. Um große Raum- und Zeitskalen zu erfassen, werden wir über MD-Modelle vereinfachte parametrisierte Beschreibungen der Dynamik und Wechselwirkungen in Chromatinentwickeln, die in Modellen ¿höherer Ordnung¿, insbesondere Brownscher Dynamik (BD), vorteilhaft eingesetzt werden können. Um MD-Modelle auf längere Zeitskalen auszudehnen, werden wir empirische Kontinuumbeschreibungen für das Lösungsmittel entwickeln. Über eine Hauptkomponentenanalyse der MD-Simulationen sollen schließlich die wesentlichen Freiheitsgrade struktureller Variationen im Nukleosom ermittelt werden. Mit diesen Informationen wird es möglich sein, die bisher für Chromatin eingesetzten Segmentkettenmodelle wesentlich besser zu parametrisieren und neue Wechselwirkungspotentiale für den Einsatz in BD-Simulationen zu entwickeln, so dass die Modellierung von Chromatin auf wesentlich längeren Raum- und Zeitskalen möglich wird.

Eine der großen, bisher ungelösten Herausforderungen bei der Simulation supermolecular system in der Biologie stellt der Übergang von atomaren Längen- and Zeitskalen (~0.1-1 nm and 10-9-10-7s), wisie z.b in der Molekulardynamik (MD) dargestellt werden können, zu Modellen dar, die biologische Prozesse auf wesentlich größeren Skalen beschreiben （z.b nm-¿m and ms-s）。1 .在zum Ziel项目中，die Informationen auf unterschiedlichen Größen- und Zeitskalen möglichst nahtlos zuverknpfen。染色质动力学与结构动力学的研究。，他是一名研究人员，通过Phänomene aufatomer Größenskala （z.b.h Histon- and dna - modikationen）和全球基因组管理组织können。Um grom ße Raum- und Zeitskalen zu erfassen, werden wir <s:2> ber MD-Modelle vereinfachte参数化动力学和Wechselwirkungen in Chromatinentwickeln， die in Modellen¿höherer Ordnung¿，insbesondere Brownscher Dynamik (BD), vorteilhaft eingesetzt werden können。1 . MD-Modelle auf längere Zeitskalen auszudehnen, werden wir empirische Kontinuumbeschreibungen f<e:1> r das Lösungsmittel entwickeln。Über eine hauptcomponentenanalysder MD-Simulationen sollen schließlich die wesentlichen Freiheitsgrade structreller Variationen in nuclear - osom ermittelt werden。Mit dieseninformationen wind es möglich sein, die bisher f<e:1> r Chromatin eingesetzten Segmentkettenmodelle wesentlich besser zu parametrisieren und neue wehselwirkungspotentiale f<e:1> r den Einsatz in BD-Simulationen zu entwickeln, so dass die Modellierung von Chromatin auf wesentlich längeren Raum- und Zeitskalen möglich wind。