Development and validation of a new force field depending on protein structures for molecular dynamics simulations

开发和验证基于蛋白质结构的新力场，用于分子动力学模拟

• 批准号: 23657103
• 负责人: NAKAMURA Haruki
• 金额: $ 2.41万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-23657103/
• 关键词: 蛋白質; 生物物理; 分子シミュレーション; 構造エネルギー; 構造予測

In order to develop a new force field depending on the tertiary structures of proteins, which can be used in classical molecular dynamics simulations, we performed highly accurate quantum chemical computations for typical and stable secondary structures, alpha-helices and beta-sheets (both parallel and anti-parallel conformations). Then, the conformation energies of a variety of the peptide structures were compared with those calculated with AMBER99-SB classical force field. Consequently, for parallel and anti-parallel beta-sheets, the energies given by the classical force field almost agreed with those by quantum chemical calculations. On the contrary, the former energies were much lower than the latter energies for alpha-helices, and alpha-helices were more stabilized as the peptide becomes longer with the classical force field. These deviations in the conformation energies calculated with the classical force field were well compensated depending on the tertiary structures.

为了开发一种新的依赖于蛋白质三级结构的力场，用于经典分子动力学模拟，我们对典型和稳定的二级结构、α-螺旋和β-折叠(包括平行构象和反平行构象)进行了高精度的量子化学计算。并与AMBER99-Sb经典力场计算的构象能进行了比较。因此，对于平行和反平行的β折叠，经典力场给出的能量与量子化学计算得到的能量基本一致。相反，对于α-螺旋，前者的能量比后者低得多，并且随着经典力场的加长，α-螺旋更加稳定。用经典力场计算的构象能的偏差根据三级结构得到了很好的补偿。

项目成果

蛋白質の二次構造形成に関わる相互作用に関する理論的研究

蛋白质二级结构形成中相互作用的理论研究

• 作者: 西澤典彦;石田周太郎,廣瀬未果;杉山成;井上豪;森勇介;伊東一良;松村浩由;鷹野優・中村春木
• 通讯作者: 鷹野優・中村春木

Atoms in molecules法によるタンパク質αへリックス、βシートの水素結合相互作用の理論解析

使用分子中原子方法理论分析蛋白质 α 螺旋和 β 折叠中的氢键相互作用

• 发表时间: 2012
• 作者: H.Matsumura;A.Kai;T.Maeda;M.Tamoi;A.Satoh;H.Tamura;M.Hirose;T.Ogawa;N.Kizu;A.Wadano;T.Inoue;S.Shigeoka;中村 春木
• 通讯作者: 中村 春木

Computational study of conformational preferences in intermediates and transition states of the hydrolysis of dimethyl phosphate

磷酸二甲酯水解中间体和过渡态构象偏好的计算研究

• 发表时间: 2013
• 期刊: IOP Journal of Physics: Conference Series
• 作者: Takano;Y.;Kita;M.;Nakamura;H.
• 通讯作者: H.

二次構造形成に関する局所および非局所相互作用に関する計算化学的研究

与二级结构形成相关的局部和非局部相互作用的计算化学研究

• 发表时间: 2014
• 作者: 鷹野 優;中村 春木
• 通讯作者: 中村 春木

電子伝達部位CuAの分子構造－電子構造相関 ー理論計算による機能性遷移金属蛋白質の演繹的デザインを目指してー

电子传递位点CuA的分子结构-电子结构关系 - 旨在通过理论计算演绎设计功能性过渡金属蛋白 -

• 发表时间: 2013
• 作者: 杉山成;松村浩由;廣瀬未果;佐崎元;安達宏昭;高野和文;村上聡;丸山美帆子;井上豪;森勇介;鷹野 優
• 通讯作者: 鷹野 優