RISM理論により溶媒効果を取り入れた第一原理からのタンパク質の立体構造予測

使用 RISM 理论根据结合溶剂效应的第一原理预测蛋白质结构

• 批准号: 16014222
• 负责人: 光武 亜代理
• 金额: $ 3.14万
• 依托单位: Keio University
• 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: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16014222/
• 关键词: 拡張アンサンブル法; RISM理論; レプリカ交換法; シミュレーティッド・テンパリング法; 構造予測; タンパク質のフォールディング; 水和; シミュレーション

拡張アンサンブル法であるレプリカ交換法とシミュレーティッド・テンパリング法を組み合わせたレプリカ交換シミュレーティッド・テンパリング法、シミュレーティッド・テンパリングレプリカ交換法の開発を行った。従来のシミュレーティッド・テンパリング法より容易にエネルギー空間上のランダムウォークを実現し、この有効性を示した。この研究に関しては、今年度論文として出版された。また、統計力学に基づくRISM理論と拡張アンサンブル法を結合したアルゴリズムの開発を行った。RISM理論で溶媒効果を取り入れる場合、全エネルギーが温度に依存する。今までの拡張アンサンブル法ではエネルギーが温度に依存する場合を取り扱うことができなかったが、レプリカ交換法を修正して、溶媒の温度依存性を取り入れた拡張アンサンブルシミュレーションができるようになった。この手法の有効性を示し、論文としてまとめた。今年度は既存のタンパク質のソフトTinkerに3D RISM理論のアルゴリズムを取り込むプログラム開発を行った。また、Tinkerに拡張アンサンブル法を取組む作業も行った。これにより、3D RISM理論を用いた拡張アンサンブルシミュレーションができるようになった。3D RISM理論は計算時間を必要とするために、既存のコンピュータではフォールディングシミュレーションは難しいが、現在gridコンピュータを使ってこれを行おうとしている。昨年度から系として50000原子からなる水を取り入れた56残基からなる小タンパク質の分子動力学レプリカ交換シミュレーションも行っており、これも、現在進行中である。これらのデータの解析などを行うために、6ノード12cpuからなるクラスターを購入した。

Company, zhang ア ン サ ン ブ ル method で あ る レ プ リ カ exchange method と シ ミ ュ レ ー テ ィ ッ ド · テ ン パ リ ン グ を group み close わ せ た レ プ リ カ exchange シ ミ ュ レ ー テ ィ ッ ド · テ ン パ リ ン グ method, シ ミ ュ レ ー テ ィ ッ ド · テ ン パ リ ン グ レ プ リ カ exchange method の open 発 を line っ た. 従 to の シ ミ ュ レ ー テ ィ ッ ド · テ ン パ リ ン グ method よ り easy に エ ネ ル ギ ー space の ラ ン ダ ム ウ ォ ー ク を be し, こ の have sharper sex を shown し た. The に research on に is related to て て, and this year 's paper と て て is published された. ま た, statistical mechanics に づ く RISM theory と company, zhang ア ン サ ン ブ ル method combining を し た ア ル ゴ リ ズ ム の open 発 を line っ た. The RISM theory shows that the で solvent effect of を is taken as を in れる conditions, and the full エネ ギ ギ が が temperature に depends on する. This ま で の company, zhang ア ン サ ン ブ ル method で は エ ネ ル ギ ー に が temperature dependent す る occasions を take り Cha う こ と が で き な か っ た が, レ プ リ カ exchange method を modified し て, solvent の temperature dependency を take り れ た company, zhang ア ン サ ン ブ ル シ ミ ュ レ ー シ ョ ン が で き る よ う に な っ た. The effectiveness of the <s:1> method を shows と, and the paper と てまとめた てまとめた. Our は existing の タ ン パ ク qualitative の ソ フ ト Tinker に theory of 3 d RISM の ア ル ゴ リ ズ ム を take り 込 む プ ロ グ ラ ム open 発 を line っ た. Youdaoplaceholder0, Tinkerに拡, zhang ア, サ, <e:1>, ブ, を method を to take a group of む operations った. こ れ に よ り, 3 d を RISM theory with い た company, zhang ア ン サ ン ブ ル シ ミ ュ レ ー シ ョ ン が で き る よ う に な っ た. 3 d は RISM theory computing time を necessary と す る た め に, existing の コ ン ピ ュ ー タ で は フ ォ ー ル デ ィ ン グ シ ミ ュ レ ー シ ョ ン は difficult し い が, now the grid コ ン ピ ュ ー タ を make っ て こ れ を line お う と し て い る. Yesterday's annual か ら department と し て 50000 atoms か ら な る water を take り into れ た 56 residues か ら な る small タ ン パ ク qualitative の molecular dynamics レ プ リ カ exchange シ ミ ュ レ ー シ ョ ン も line っ て お り, こ れ も, now underway で あ る. Analytical な こ れ ら の デ ー タ の ど を line う た め に, 6 ノ ー ド 12 CPU か ら な る ク ラ ス タ ー を buy し た.