新最適化アルゴリズムによるタンパク質の折れたたみの研究

使用新的优化算法研究蛋白质折叠

• 批准号: 08272234
• 负责人: 岡本 祐幸
• 金额: $ 1.66万
• 依托单位: Okazaki National Research Institutes
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-08272234/
• 关键词: タンパク質の主体構造; 最適化; モンテカルロ法; 分子動力学法; 徐冷法; マルチカノニカル法; 拡張アンサンブル法; 核酸

我々はこれまで、タンパク質の立体構造予測問題に、物理学の分野で開発された、徐冷モンテカルロ法やマルチカノニカル法適用することを提唱してきた。徐冷法ではモンテカルロ法とともに、分子動力学法でのシミュレーションが簡単に実現できるが、マルチカノニカル法の分子動力学法版は単純ではない。タンパク質の分野では、モンテカルロ法よりも分子動力学法が使われることが多いので、これは重要な問題である。よって、本年度は、まずマルチカノニカル分子動力学法を開発した。更には、ランジバン法及びハイブリッド法のマルチカノニカル法版も同時に開発した。これら3つの方法の有効性を調べた結果、ハイブリッド法が一番有効なことが示された。更に、アミノ酸数56のタンパク質ProteinGのシミュレーションを継続した。このタンパク質のX線回析実験によって得られた構造は1本のαヘリックスと4本のβストランドからなる1枚のβシート構造を持っている。昨年までは徐冷法によるシミュレーションを行ってきたが、本年度は1/k法によるシミュレーションを行った。初期構造は、徐冷法の時と同じく、完全にランダムな構造を採用した。この計算において、最小エネルギー構造がX線回析実験で得られた構造と同じ位置にαヘリックスを持つことで示した。また、このシミュレーションの結果から任意の温度のカノニカル分布が再現できるが、それから、%αヘリックス度と%βストランド度を残基番号の関数として計算した結果、X線実験で得られた構造と同じ位置にヘリックスやストランドができやすいという結果が得られた。

我々はこれまで、タンパク性のthree-dimensional structure prediction problemに、Physics's dividing field⁧开発された、Xu Leng モンテカルロ法やマルチカノニカル法APPLICATION することを提 sang してきた. Slow cooling method and molecular dynamics method Simple に実appears できるが, マルチカノニカル法のmolecule dynamics method version は単pure ではない.タンパク性の分野では, モンテカルロ法よりもmolecule dynamics method が使われることが多いので, これはimportant issue である.よって, this year's は, まずマルチカノニカルmolecule dynamics method を开発した. Updated には, ランジバン法 and びハイブリッド法のマルチカノニカル法版も at the same time. The effectiveness of the これら3つの method is the result of the adjustment, and the effectiveness of the ハイブリッド method is the effectiveness of the method. More, アミノ acid number 56のタンパクqualityProteinGのシミュレーションを継続した. X-ray analysis of the quality of the materialクスと4本のβストランドからなる1 piece of のβシートstructure をholding っている. Yesterday's までは Xu Lengfa によるシミュレーションを行ってきたが、This year's 1/k method is the same as the によるシミュレーションを行った. The initial structure is the same as the time of the slow cooling method, and the complete structure is the same.このcalculationにおいて、minimum エネルギーconstructがX-ray back analysis実験でgetられたconstructと同じpositionにαヘリックスをholdつことでshowした.また、このシミュレーションのRESULTSからarbitrary temperatureのカノニカル distributionがReappearanceできるが、それから、%αヘリックス度と%βストランドdegreeをThe calculation result of the residue number and the calculation result, and the structure of the X-ray scan are the same. LocationにヘリックスやストランドができやすいというRESULTSがgetられた.

项目成果

U.Hansmann,Y.Okamoto,and F.Eisonmanger: "Molecular dynamics,Langerin,and hybrid Monte Carlo simulations in multicanonical ensemble" Chemical Physics Letters. 259. 321-330 (1996)

U.Hansmann、Y.Okamoto 和 F.Eisonmanger：“多规范系综中的分子动力学、Langerin 和混合蒙特卡罗模拟”化学物理快报。

U.Hansmann,and Y.Okamoto: "Monte Carlo simurations in generalized ensemble : multicanonical algorithm review simulated temporing" Physical Review E. 54. 5863-5865 (1996)

U.Hansmann 和 Y.Okamoto：“广义系综中的蒙特卡洛模拟：多规范算法回顾模拟临时”物理评论 E. 54. 5863-5865 (1996)

U.Hansmann and Y.Okamoto: "Numerical comparisons of three recently proposed algorithms in the protein folding problem" Journal of Computational Chemistry. (印刷中). (1997)

U.Hansmann 和 Y.Okamoto：“蛋白质折叠问题中三种最近提出的算法的数值比较”计算化学杂志（1997 年）。

M.Kinoshita,Y.Okamoto,and F.Hirata: "Calculation of hydration free energy for a solute with many atomic sites using the RISM theory ; robust and efficient Algorithm" Journal of Computational Chemistry. (印刷中). (1997)

M.Kinoshita、Y.Okamoto 和 F.Hirata：“使用 RISM 理论计算具有多个原子位点的溶质的水合自由能；稳健且高效的算法”计算化学杂志（1997 年）。