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: 15014229
• 负责人: 光武 亜代理
• 金额: $ 2.75万
• 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: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15014229/
• 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

はじめに、新しい拡張アンサンブル法であるモンテカルロ法に基づくレプリカ交換マルチカノニカル法、マルチカノニカルレプリカ交換法の論文を仕上げた(論文1,2)。そして、新しい拡張アンサンブル法の開発を継続した。具体的には、まず、統計力学に基づく分子性液体論である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理論を用いる場合、全エネルギーはタンパク質内の構造エネルギーと溶媒和自由エネルギーの和からなり、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モンテカルロ法では、全エネルギーが温度に依存する場合を扱うことができなかった。本研究では、拡張アンサンブル法の1つであるレプリカ交換法を改良することにより、全エネルギー項が温度に依存する場合のアルゴリズムを開発した。そして、この方法の有効性を示した。現在、論文投稿中である。この方法は、溶媒効果が自由エネルギー項として加えられる系に対して、広く用いることができる。また、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い、有効性を調べた。この研究も論文投稿中である。拡張アンサンブル法の開発と並列して、解析方法についての研究も行った。モンテカルロ法などから得られる静的なデータから動的な情報を得るために高分子の理論に基づく解析手法を用いて、13残基のペプチドの動的性質の研究を行った(論文3)。今年度は、より大きな系のRISM理論と拡張アンサンブル法を結合したシミュレーションを行うために、メモリーを重視したコンピュータを購入した。また、トラジェクトリを保存するために、LTOのテープドライブのついた1Tのファイルサーバーを購入した。

は じ め に, new し い company, zhang ア ン サ ン ブ ル method で あ る モ ン テ カ ル ロ subgrade に づ く レ プ リ カ exchange マ ル チ カ ノ ニ カ ル method, マ ル チ カ ノ ニ カ ル レ プ リ カ exchange method on の paper を shi げ た (paper 1, 2). Youdaoplaceholder0 そ て, new そ 拡 拡, zhang ア ア サ サ ブ ブ ブ そ, the development of を継続 た た. Specific に は, ま ず, statistical mechanics に づ く theory of molecular liquid で あ る 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. を RISM theory with い る occasions, whole エ ネ ル ギ ー は タ ン パ ク の structure within mass エ ネ ル ギ ー と solvent and free エ ネ ル ギ ー の and か ら な り, whole エ ネ ル ギ ー に が temperature dependent す る. This ま で の company, zhang ア ン サ ン ブ ル モ ン テ カ ル ロ method で は, whole エ ネ ル ギ ー に が temperature dependent す る occasions を Cha う こ と が で き な か っ た. This study で は, company ア ン サ ン ブ の ル method 1 つ で あ る レ プ リ カ を exchange method improved す る こ と に よ り, whole エ ネ ル ギ ー item に が temperature dependent す る occasions の ア ル ゴ リ ズ ム を open 発 し た. Youdaoplaceholder0 て, て, て the effect of the <s:1> method <e:1> を shows that た た. Now, papers are being submitted at である. こ の way は, solvent free services fruit が エ ネ ル ギ ー item と し て plus え ら れ る department に し seaborne て, hiroo く with い る こ と が で き る. ま た, company 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 い, have sharper sex を べ た. The research paper である is being submitted. Company, zhang ア ン サ ン ブ ル method の open 発 と parallel し て, parsing methods に つ い て の も line っ た. モ ン テ カ ル ロ method な ど か ら have ら れ る static な デ ー タ か ら moving な intelligence を る た め に polymer の theoretical base に づ く parsing technique を with い て, 13 residue の ペ プ チ ド の dynamic properties of の を line っ た (article 3). Our は, よ り big き な is の RISM theory と company, zhang ア ン サ ン ブ ル method combining を し た シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を line う た め に, メ モ リ ー を attaches great importance to the し た コ ン ピ ュ ー タ を buy し た. ま た, ト ラ ジ ェ ク ト リ を save す る た め に, LTO の テ ー プ ド ラ イ ブ の つ い た 1 t の フ ァ イ ル サ ー バ ー を buy し た.

项目成果

G.L.Penna, A.Mitsutake, M.Masuya, Y.Okamoto: "Molecular dynamics of C-peptide of ribonuclease A studied by replica-exchange Monte Carlo method and diffusion theory"Chemical Physics Letters. 380. 609 (2003)

G.L.Penna、A.Mitsutake、M.Masuya、Y.Okamoto：“通过复制交换蒙特卡罗方法和扩散理论研究核糖核酸酶 A C 肽的分子动力学”化学物理快报。

A.Mistutake, Y.Sugita, Y.Okamoto: "Replica-exchange multicanonical and multicanonical replica-exchange Monte Carlo simulations of peptides. II. Application to a more complex system"Journal of Chemical Physics. 118. 6676 (2003)

A.Mistutake、Y.Sugita、Y.Okamoto：“肽的副本交换多规范和多规范副本交换蒙特卡罗模拟。II. 在更复杂的系统中的应用”化学物理杂志。

A.Mitsutake, Y.Sugita, Y.Okamoto: "Replica-exchange multicanonical and multicanonical replica-exchange Monte Carlo simulations of peptides. I. Formulation and benchmark test"Journal of Chemical Physics. 118. 6664 (2003)

A.Mitsutake、Y.Sugita、Y.Okamoto：“肽的复制交换多规范和多规范复制交换蒙特卡罗模拟。I.配方和基准测试”化学物理杂志。