分子量が1億ダルトンに及ぶ生体超分子の構造解析を可能とするソフトウェアの開発

开发可对分子量1亿道尔顿的生物超分子进行结构分析的软件

• 批准号: 17053001
• 负责人: 姚 閔
• 金额: $ 1.98万
• 依托单位: Hokkaido 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: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17053001/
• 关键词: ソフトウェア; 構造解析; 精密化; 生体超分子; 並列処理

本特定領域では,分子量が1億Daに及ぶ超分子の構造解析が計画されているが,超分子の構造解析を行うには,ソフトウエアの点からも,様々な新技術の開発が必要である.新技術を最も必要とするプロセスの1つとして構造の精密化がある.通常,精密化する際のマニュアルフィッティングは人の熟練度に依存し,時間もかかる.分子量数万Daの蛋白質の精密化でさえも数週間から数ヶ月かかり,分子量数十万から数百万の超分子構造の精密化では,さらに数十倍の時間と労力が必要になる.分子量1億Daの超分子構造の精密化では,数百万残基を取り扱うことになり,マニュアルによるフィッティングはもはや不可能である.従って,分子量が1億Daに及ぶ超分子の構造解析では,精密化のすべてをコンピュータで自動化する必要がある.よって,我々はハイスループットために開発している自動精密化ソフトウェアLAFIREを巨大超分子に適用する.超分子の構造解析には,初期モデルが断片的,側鎖のアサインができない場合が多いので,我々は主鎖の断片をつなぎあわせ,より大きな断片にしていくアルゴリズムを開発し始めた.幾つかの方法を試した結果,動的計画法を用いて側鎖をアサインメントしながら,断片をつないでいく方法が有効であった.これまでのテストおよび実際への応用の結果,主鎖の断片をつなぐ際に,残基を間違って挿入したり,欠失させたりするミスが起こりやすいことが判明した.この問題を解決するために,側鎖の情報を利用しながら,断片をつないでいく方法を導入した.そのためには,まず,電子密度マップから側鎖領域を抽出する.側鎖の長さ為L_j^<cal>を見積る.そして,既知のアミノ酸配列から,計算した理想的な側鎖の長さL_j^<ideal>を用いて,動的計画法を用いて最小のD(i)=Σ_<i.N-nf>(L_j^<cal>-L_j^<ideal>)を探索することによって側鎖のアサインを行う.

This specific field is a project with a molecular weight of 100 million Da and a plan for structural analysis of supramolecular molecules, and a structural analysis plan for supramolecular structures. , ソフトウエアの点からも,様々なNew technology の开発がである.New technology をmost necessary とするプロセスの1つとしてstructure The precision of the workmanship depends on the proficiency of the person, and the time of the precision depends on the skill of the person. The precision of proteins with a molecular weight of tens of thousands of Da can be achieved in a matter of weeks or months, and the precision of supramolecular structures with a molecular weight of hundreds of thousands or millions can be achieved. It requires tens of times the time and necessary force. The supramolecular structure with a molecular weight of 100 million Da has been refined and millions of residues have been obtained.扱うことになり,マニュアルによるフィッティングはもはやimpossibleである.従って, molecular weight が100 million Daに and ぶsuper grade Substructure analysis is necessary, precision is necessary for automation, and precision is necessary.めに开発しているautomatic precision ソフトウェアLAFIREを huge supramolecular application する. Structural analysis of supramolecular には, initial stage The デルが fragment, the side lock のアサインができないoccasion が多いので, the main lock の fragment をつなぎあわせ, the より大きな fragmentにしていくアルゴリズムを开発し出めた. Several つかの method をtest した results, the moving plan method をいて side lock をアサインメントしながら, fragment をつないでいく method がeffective であった.これまでのテストおよび実会への応用のRESULT, main lock の片させたりするミスが开こりやすいことがdetermine the problem. The decision is made, the information of the side lock is used, the method of fragmentation is imported, the information is used, the electronic password is used, and the electronic code is The side lock area is drawn out. The side lock length is L_j^<cal>をSee the plot. , calculate the ideal length of the side lock L_j^<ideal>を用いて, the dynamic planning method いてminimum D(i)=Σ_<i .N-nf>(L_j^<cal>-L_j^<ideal>)をExplorationすることによって Side lockのアサインを行う.

项目成果

New algorithm for protein model building : extending partial model in map segment

蛋白质模型构建新算法：扩展图谱片段中的部分模型

• 发表时间: 2006
• 期刊: Journal of Applied Crystallography 39
• 作者: Akiko Iizuka-Kogo;Takefumi Ishidao;Tetsu Akiyama;Takao Senda;Min Yao;Yong Zhou
• 通讯作者: Yong Zhou

LAFIRE: software for automating the refinement process of protein-structure analysis.

• DOI: 10.1107/s0907444905038965
• 发表时间: 2006-02
• 期刊: Acta crystallographica. Section D, Biological crystallography
• 作者: M. Yao;Yong Zhou;I. Tanaka