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Understanding of Biofunctional Molecules by Robot Kinematics as a Mechanism-constraint Language

通过机器人运动学作为机制约束语言来理解生物功能分子

基本信息

批准号：
21K03971
负责人：
有川敬輔
金额：
$ 1.33万
依托单位：
Kanagawa Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

タンパク質の局所構造の形状操作性に着目し，その特性を評価する方法を，ロボットキネマティクスを基に検討を行った．タンパク質の局所構造の形状操作性とは，直鎖的に繋がる数個から数十個のアミノ酸の外形の変化しやすさに関係する性質を意味する．この評価方法の検討にあたり，ロボットアームの制御性の評価基準である可操作性に注目した．可操作性においてはアーム上に設定された単一の手の状態に注目するが，これを一般化し，手の状態を局所構造内の点群の状態に対応させ，さらに，点群の剛体的運動を除くための代数的処理を組み合わせることにより定式化を行った．また，可操作性に着想を得た形状操作性の評価指標として，形状変化の大きさ，および，形状変化の等方性に関する2種類のものを考案した．タンパク質の3次元構造データベース（PDB）からランダムに取得した500個のタンパク質の構造について，開発した計算機プログラムを用いて解析を行った．その結果，2次構造および特定のアミノ酸の出現率と形状操作性の間に関連を見出すことができた．さらに，局所構造の形状操作性を個々のタンパク質について平均化したところ，タンパク質の機能と形状操作性との間に統計的に有意な関係性が存在することを確認した（例えば，免疫系に関わるタンパク質は形状変化の等方性が高いなど）．なお，上記解析で実施した定式化においては，土台と手に対応するリンクの区別を行わない，3個以上の参照リンク間の相対的状態の解析を可能とするなど，一般的なロボットキネマティクスに設定された暗黙の前提条件を解除することが含まれている．これらはロボットキネマティクスを機構拘束言語へと発展させるための重要な手続きとなっている．

The shape and operation of the structure are discussed. The shape and operability of the structure of the material are directly related to the properties of the material. The evaluation method is discussed in detail, and the control and evaluation criteria are discussed in detail. Operability: Set the state of a single hand to the state of a point group within a structure of a hand to the state of a point group within a structure of a hand to the state of a point group to the state of a point group within a structure of a hand to the state of a point group to the state of a For operability, the evaluation index of shape operability is obtained, and the two types of evaluation indexes of shape transformation are obtained. The 3D structure (PDB) was developed to obtain 500 pieces of 3D structure, and the computer was developed to analyze the 3D structure. As a result, the relationship between the occurrence rate and shape operability of the second order structure and specific acid can be seen. In addition, the shape operability of the local structure is determined by averaging, function, shape operability and statistical correlation (e.g., immune system correlation). The above analysis is carried out in a formalized manner, and the difference between the earth platform and the hand is carried out. The analysis of the state of the phase between more than 3 reference groups is possible. The preconditions for the general setting of the background are removed. The organization of the speech is important.