蛋白質系分子シミュレーションのための新規エネルギー関数の開発

开发基于蛋白质的分子模拟的新能量函数

基本信息

批准号：
20038025
负责人：
岡本祐幸
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Nagoya 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：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

タンパク質系の分子シミュレーションにおけるエネルギー関数(力場)としては、現在、米国のハーバード大学を中心に開発されたCHARMM、カリフォルニア大学サンフランシスコ校を中心に開発されたAMBER、エール大学を中心に開発されたOPLS、オランダのグロニンゲン大学を中心に開発されたGROMOSなどが広く使われている。以前、我々は、拡張アンサンブルシミュレーションによって、これらのエネルギー関数の比較に成功した。我々の結論は既存のエネルギー関数で完璧なものはなく、改良が必要であるということである。本研究の目的は、より精度の高いエネルギー関数を開発することである。以前提唱した、2次元フーリエ級数を使った新しい主鎖のねじれエネルギー項の有効性を6つの既存のエネルギー関数(AMBER parm94, AMBER parm96, AMBER parm99, CHARMM27, OPLS-AA, OPLS-AA/L)において調べた。今回は29項でフーリエ級数を打ち切ったものを利用した。ラマチャンドラン空間において、αヘリックスとβシートを強調する領域でねじれエネルギーを減少させたエネルギー項を用いた小ペプチド(リボヌクレアーゼAのCペプチドとプロテインGのGペプチド)の折りたたみシミュレーションを実行し、αヘリックス構造とβシート構造がそれそれ得られることを示した。これによって、2次構造(αヘリックスやβシートなど)の形成傾向性を自由に調整できるようになった。また、我々は、PDB(Protein Data Bank)に登録されている実験で決定された、タンパク質の立体構造100個を使い、新しいエネルギーパラメターの最適化の方法を開発した。この新手法は主鎖の二面角の実験データからのずれを最小にする方法である。この方法をAMBER parm96に適用し、オリジナルの関数が改善されることを確かめた。

目前，蛋白质系统分子模拟中的能量功能（力场）包括Charmm，Charmm是在美国哈佛大学开发的，琥珀色是在加利福尼亚大学，旧金山分校开发的，该公司主要是在耶鲁大学开发的，主要是在耶鲁大学开发的，该大学主要开发，该大学主要在Nellinglands的Groningen University开发。以前，我们通过扩展的集合模拟成功地比较了这些能量函数。我们的结论是，没有现有的能源功能是完美的，需要改进。这项研究的目的是开发更准确的能量函数。在现有的六个现有能量功能中研究了新主链的先前提议的扭转能项的有效性（Amber Parm94，Amber Parm96，Amber Parm96，Amber Parm99，Charmm27，OPLS-AA，OPLS-AA，OPLS-AA/L）。这次，我们使用了第29个学期，该学期已取消了傅立叶系列。在Ramachandran空间中，使用能量术语降低了强调α-螺旋和β-sheet的区域的扭转术语，并获得了α-螺旋结构和β-折叠结构。这允许自由调整二级结构（例如α-螺旋和β-折叠）的形成趋势。我们还开发了一种新方法，使用在PDB（蛋白质数据库）注册的实验中确定的100种蛋白质构象来优化能量参数。这种新方法最大程度地减少了与主链二面角的实验数据的偏差。将此方法应用于琥珀色PARM96，以确保原始功能得到了改善。