AF: Small: Motion Planning Techniques for Protein Motion

AF:小:蛋白质运动的运动规划技术

基本信息

  • 批准号:
    1423111
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 41.6万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2014
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2014-07-01 至 2019-09-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Protein motions play an essential role in many biochemical processes. For example, as proteins fold to their native, functional state, they sometimes undergo critical conformational changes that affect their functionality, e.g., diseases such as Mad Cow disease or Alzheimer's disease are associated with protein misfolding and aggregation. Proteins also undergo conformational change when interacting with other molecules as they transition between bound and unbound states. Knowledge of the mechanics of these motion processes may help provide insight into how and why proteins misfold, how binding regulation is communicated through the protein structure, and how to design more effective drugs. For example, a better understanding of protein misfolding and aggregation has the potential to provide insight into neurodegenerative diseases such as Alzheimer's disease, Parkinson's disease, prion diseases, and related diseases that have a major impact on society. An important, and more immediate, goal of the project is to share detailed results generated by the new methods with the community in a publicly available database of protein motions. This project will develop new modeling, simulation and analysis tools that specialize and apply a novel computational method for studying molecular motions that has been developed and validated against experimental data in preliminary work. This method represents a trade-off between methods such as molecular dynamics and Monte Carlo simulations that provide detailed individual folding trajectories and techniques such as statistical mechanical methods that provide global landscape statistics. The approach, derived from robotic motion planning methods, builds a graph that encodes many (typically thousands) of motion pathways. The proposed work involves both algorithmic research to further develop and optimize the techniques and research necessary to apply them to study issues of current interest in protein science. While the algorithmic research will be performed by computer scientists, the application and testing of the techniques will benefit from collaborations with labs currently studying these problems. The main research goals include: (i) The development of new and/or improved metrics and analysis techniques for conformations, pathways, and roadmaps that can be applied to modeling more complex motion applications. These methods will be validated and applied to protein transitions, decoy database improvement, and ligand binding. (ii) New methods for modeling and simulating constrained motion and incorporating greater bond flexibility in areas of legitimate need (neither supported by current framework). These methods will be applied to modeling protein transitions, and ligand binding. (iii) Strategies for employing high-performance computing to increase the size and complexity of the systems that can be studied.
蛋白质运动在许多生化过程中起着至关重要的作用。例如,当蛋白质折叠到其天然的功能状态时,它们有时会经历影响其功能的关键构象变化,例如,疯牛病或阿尔茨海默病等疾病与蛋白质的错误折叠和聚集有关。当蛋白质在结合和非结合状态之间转换时,当它们与其他分子相互作用时,也会发生构象变化。了解这些运动过程的机制可能有助于洞察蛋白质如何以及为什么错误折叠,结合调节是如何通过蛋白质结构传达的,以及如何设计更有效的药物。例如,更好地了解蛋白质的错误折叠和聚集有可能为阿尔茨海默病、帕金森氏病、普里恩病等神经退行性疾病以及对社会产生重大影响的相关疾病提供洞察。该项目的一个重要且更直接的目标是在公开可用的蛋白质运动数据库中与社区共享新方法产生的详细结果。该项目将开发新的建模、模拟和分析工具,专门并应用一种新的计算方法来研究分子运动,该方法已经开发并在初步工作中与实验数据进行了验证。这种方法代表了分子动力学和蒙特卡罗模拟等提供详细的个体折叠轨迹的方法和提供全球景观统计的统计机械方法等技术之间的权衡。该方法源于机器人运动规划方法,构建了一个对许多(通常是数千条)运动路径进行编码的图。拟议的工作既包括进一步开发和优化技术的算法研究,也包括将这些技术应用于研究当前蛋白质科学感兴趣的问题所需的研究。虽然算法研究将由计算机科学家进行,但这些技术的应用和测试将受益于与目前正在研究这些问题的实验室的合作。主要研究目标包括:(I)开发新的和/或改进的构象、路径和路线图的度量和分析技术,可用于对更复杂的运动应用进行建模。这些方法将被验证并应用于蛋白质转换、诱饵数据库改进和配体结合。(2)模拟和模拟受限运动的新方法,并在合理需要的领域纳入更大的结合灵活性(目前的框架都不支持这两种方法)。这些方法将被应用于模拟蛋白质的转变和配体结合。(3)采用高性能计算以增加可研究系统的规模和复杂性的战略。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Nancy Amato其他文献

Nancy Amato的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Nancy Amato', 18)}}的其他基金

QCIS-FF: Quantum Computing & Information Science Faculty Fellow at the University of Illinois Urbana Champaign
QCIS-FF:量子计算
  • 批准号:
    1955032
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 41.6万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Workshop on Department Plans for Broadening Participation in Computing
关于扩大计算参与的部门计划研讨会
  • 批准号:
    1941413
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 41.6万
  • 项目类别:
    Standard Grant
AF: Small: Motion Planning Techniques for Protein Motion
AF:小:蛋白质运动的运动规划技术
  • 批准号:
    1941530
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 41.6万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Doctoral Student Workshop on Algorithmic Foundations of Robotics
机器人算法基础博士生研讨会
  • 批准号:
    1450655
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 41.6万
  • 项目类别:
    Standard Grant
DC: Small: Collaborative Research: Shape Representation of Large Geometries via Convex Approximation
DC:小型:协作研究:通过凸近似表示大型几何形状
  • 批准号:
    0916053
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 41.6万
  • 项目类别:
    Standard Grant
RI: Small: Scalable Roadmap-Based Methods for Simulating and Controlling Behaviors of Interacting Groups: from Robot Swarms to Crowd Control
RI:小型:基于可扩展路线图的方法,用于模拟和控制交互群体的行为:从机器人群到人群控制
  • 批准号:
    0917266
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 41.6万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Motion-Planning Based Techniques for Modeling & Simulating Molecular Motions
基于运动规划的建模技术
  • 批准号:
    0830753
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 41.6万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Student Participant Support for the Workshop on the Algorithmic Foundations of Robotics (WAFR)
机器人算法基础研讨会 (WAFR) 的学生参与者支持
  • 批准号:
    0633422
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    $ 41.6万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Special Projects: Scale-up, Evalulation, and Institutionalization of the Computing Research Association (CRA) Distributed Mentor Project
特别项目:计算研究协会 (CRA) 分布式导师项目的扩展、评估和制度化
  • 批准号:
    0124641
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 41.6万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
ITR/AP: A Motion Planning Approach for Protein Folding Simulation
ITR/AP:蛋白质折叠模拟的运动规划方法
  • 批准号:
    0113974
  • 财政年份:
    2001
  • 资助金额:
    $ 41.6万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

昼夜节律性small RNA在血斑形成时间推断中的法医学应用研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
tRNA-derived small RNA上调YBX1/CCL5通路参与硼替佐米诱导慢性疼痛的机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
Small RNA调控I-F型CRISPR-Cas适应性免疫性的应答及分子机制
  • 批准号:
    32000033
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
Small RNAs调控解淀粉芽胞杆菌FZB42生防功能的机制研究
  • 批准号:
    31972324
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    58.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
变异链球菌small RNAs连接LuxS密度感应与生物膜形成的机制研究
  • 批准号:
    81900988
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    21.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
肠道细菌关键small RNAs在克罗恩病发生发展中的功能和作用机制
  • 批准号:
    31870821
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    56.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于small RNA 测序技术解析鸽分泌鸽乳的分子机制
  • 批准号:
    31802058
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    26.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
Small RNA介导的DNA甲基化调控的水稻草矮病毒致病机制
  • 批准号:
    31772128
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    60.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于small RNA-seq的针灸治疗桥本甲状腺炎的免疫调控机制研究
  • 批准号:
    81704176
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
水稻OsSGS3与OsHEN1调控small RNAs合成及其对抗病性的调节
  • 批准号:
    91640114
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    85.0 万元
  • 项目类别:
    重大研究计划

相似海外基金

Collaborative Research: RI: Small: Motion Fields Understanding for Enhanced Long-Range Imaging
合作研究:RI:小型:增强远程成像的运动场理解
  • 批准号:
    2232298
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 41.6万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: RI: Small: Motion Fields Understanding for Enhanced Long-Range Imaging
合作研究:RI:小型:增强远程成像的运动场理解
  • 批准号:
    2232300
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 41.6万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: RI: Small: Motion Fields Understanding for Enhanced Long-Range Imaging
合作研究:RI:小型:增强远程成像的运动场理解
  • 批准号:
    2232299
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 41.6万
  • 项目类别:
    Standard Grant
On the Emergence of Small and Large Scales in Fluid Motion
流体运动中小尺度和大尺度的出现
  • 批准号:
    2106233
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 41.6万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Integrated Analysis of Orbital Motion, Surface Topography, and Impact Mechanics for Precision Landing on Small Bodies
小天体精密着陆轨道运动、表面形貌和冲击力学的综合分析
  • 批准号:
    21J01280
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 41.6万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Development of a wide range of motion miniature parallel robot equipped with a ultra small diameter and ultra long lead differential screw mechanism
开发配备超小直径、超长导程差动螺杆机构的大范围运动微型并联机器人
  • 批准号:
    21K03987
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 41.6万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
CHS: Small: High Resolution Motion Capture
CHS:小:高分辨率运动捕捉
  • 批准号:
    2008564
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 41.6万
  • 项目类别:
    Standard Grant
AF: Small: Algorithmic Foundation and Framework for Subdivision Methods in Motion Planning and Computational Geometry
AF:小:运动规划和计算几何中细分方法的算法基础和框架
  • 批准号:
    2008768
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 41.6万
  • 项目类别:
    Standard Grant
NSF-BSF: AF: Small: Efficient Algorithms for Multi-Robot Multi-Criteria Optimal Motion Planning
NSF-BSF:AF:小型:多机器人多标准最佳运动规划的高效算法
  • 批准号:
    2007556
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 41.6万
  • 项目类别:
    Standard Grant
MRI: Development of microXROMM for high-resolution X-ray motion imaging of small animals
MRI:开发用于小动物高分辨率 X 射线运动成像的 microXROMM
  • 批准号:
    2018738
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 41.6万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了