Level-Set Variational Implicit-Solvent Approach to Biomolecular Interactions
生物分子相互作用的水平集变分隐式溶剂法
基本信息
- 批准号:8045568
- 负责人:
- 金额:$ 29.9万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2010
- 资助国家:美国
- 起止时间:2010-07-01 至 2014-06-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:AffectArtsBiological ProcessCapillarityCollaborationsComplexComputational Molecular BiologyComputer AssistedCouplesDockingDrug DesignDrug IndustryElectrostaticsFree EnergyGoalsHydrophobic InteractionsIndustryLeadLifeMathematicsMethodsModelingPerformanceProcessPropertyResearchResearch PersonnelSolutionsSolventsSpeedStructureStudentsSystemTechnologyTheoretical modelTrainingWorkaqueouscomputer programcostdrug discoveryevaporationexperienceimprovedmolecular mechanicsmolecular recognitionnovelprogramsprotein foldingpublic health relevanceresearch studysmall moleculesolutesuccesstheories
项目摘要
DESCRIPTION (provided by applicant): This project develops a conceptually novel theory and robust computational technologies to investigate biomolecular interactions in aqueous solutions. Such interactions influence significantly protein folding, molecular recognition, and many other biological processes. One of the crucial properties of such interactions is the capillarity evaporation or dewetting that can affect critically the solvation free energy and biomolecular structures. The goal of this project is to better understand such hydrophobic interactions in biomolecular systems and to create a state-of-the-art computational program for molecular recognition.
The new variational model couples all the dispersive, non-polar, and polar interactions to local geometry in a free-energy functional. This theoretical model and the level-set numerical method can well describe the hydrophobic interaction and complex free-energy landscapes of biomolecular systems that are generally not correctly captured in established implicit-solvent models. Sophisticated numerical methods for electrostatics are developed to couple with the level-set method. Further model refinement to include solute molecular mechanics and stochastic effects can lead to a new computer program for molecular recognition that will significantly improve the existing ones whose unsatisfactory performances have been widely recognized.
The success of the project will reduce the high cost for experiments and speed up the process of drug discovery. The natural collaborations among mathematics, biosciences, and pharmaceutical industry in the proposed research make it convenient to transform the mathematical research into the life-saving reality. This highly interdisciplinary project brings exciting opportunities for students and postdoctoral researchers to receive training in mathematical bioscientific research and to gain experience of working in biomedical industry. The project also provides material for an urgently needed course on mathematical and computational molecular biology.
PUBLIC HEALTH RELEVANCE: One of the central objectives of computer-aided drug design is to dock efficiently and accurately small molecules to a target, large biomolecule in solution. This project provides a sophisticated way of such docking, and hence a better drug design program.
描述(由申请人提供):该项目开发了一种概念新颖的理论和强大的计算技术,以研究水溶液中的生物分子相互作用。这种相互作用显著影响蛋白质折叠、分子识别和许多其他生物过程。这种相互作用的关键性质之一是毛细蒸发或去湿,可以严重影响溶剂化自由能和生物分子结构。该项目的目标是更好地理解生物分子系统中的疏水相互作用,并创建一个最先进的分子识别计算程序。
新的变分模型耦合所有的色散,非极性和极性的相互作用,局部几何的自由能功能。该理论模型和水平集数值方法可以很好地描述生物分子系统的疏水相互作用和复杂的自由能景观,这些生物分子系统通常不能正确地捕获在已建立的隐式溶剂模型中。发展了用于静电学的复杂数值方法以与水平集方法耦合。进一步的模型改进,包括溶质分子力学和随机效应,可以导致一个新的计算机程序的分子识别,将显着改善现有的,其不令人满意的性能已被广泛认可。
该项目的成功将降低高昂的实验成本,加快药物发现的进程。在拟议的研究中,数学,生物科学和制药工业之间的自然合作使数学研究很容易转化为拯救生命的现实。这个高度跨学科的项目为学生和博士后研究人员带来了令人兴奋的机会,可以接受数学生物科学研究的培训,并获得在生物医学行业工作的经验。该项目还为急需的数学和计算分子生物学课程提供了材料。
公共卫生相关性:计算机辅助药物设计的中心目标之一是将小分子有效且准确地对接到溶液中的目标大生物分子。该项目提供了一种复杂的对接方式,从而提供了一个更好的药物设计方案。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Bo Li其他文献
Silver(I)-organic networks constructed with flexible silver-ethynide supramolecular synthon o-, m-, p-Cl-C6H5OCH2C C superset of Ag-n (n=4, 5)
由柔性乙炔银超分子合成子 o-、m-、p-Cl-C6H5OCH2C Ag-n 的 C 超集构建的银 (I)-有机网络 (n=4, 5)
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:2.3
- 作者:
Bo Li;Shuang-Quan Zang;Can Ji;Thomas C.W.Mak - 通讯作者:
Thomas C.W.Mak
Bo Li的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('Bo Li', 18)}}的其他基金
Mechanisms of unusual enzymes in the biosynthesis of a copper-containing antibiotic
含铜抗生素生物合成中异常酶的机制
- 批准号:
10911758 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 29.9万 - 项目类别:
Mechanisms of unusual enzymes in the biosynthesis of a copper-containing antibiotic
含铜抗生素生物合成中异常酶的机制
- 批准号:
10830540 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 29.9万 - 项目类别:
Mechanisms of unusual enzymes in the biosynthesis of a copper-containing antibiotic
含铜抗生素生物合成中异常酶的机制
- 批准号:
10707436 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 29.9万 - 项目类别:
Mechanisms of unusual enzymes in the biosynthesis of a copper-containing antibiotic
含铜抗生素生物合成中异常酶的机制
- 批准号:
10567957 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 29.9万 - 项目类别:
Antigen-independent prediction and biomarker identification of cancer-specific T cells
癌症特异性 T 细胞的抗原独立预测和生物标志物鉴定
- 批准号:
10248560 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 29.9万 - 项目类别:
Antigen-independent prediction and biomarker identification of cancer-specific T cells
癌症特异性 T 细胞的抗原独立预测和生物标志物鉴定
- 批准号:
10900208 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 29.9万 - 项目类别:
Antigen-independent prediction and biomarker identification of cancer-specific T cells
癌症特异性 T 细胞的抗原独立预测和生物标志物鉴定
- 批准号:
10413251 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 29.9万 - 项目类别:
Dithiolopyrrolone Antibiotics: Biosynthesis, Mode of Action and Cellular Function
二硫代吡咯酮抗生素:生物合成、作用方式和细胞功能
- 批准号:
8224560 - 财政年份:2012
- 资助金额:
$ 29.9万 - 项目类别:
Dithiolopyrrolone Antibiotics: Biosynthesis, Mode of Action and Cellular Function
二硫代吡咯酮抗生素:生物合成、作用方式和细胞功能
- 批准号:
8695588 - 财政年份:2012
- 资助金额:
$ 29.9万 - 项目类别:
相似国自然基金
Handbook of the Mathematics of the Arts and Sciences的中文翻译
- 批准号:12226504
- 批准年份:2022
- 资助金额:20.0 万元
- 项目类别:数学天元基金项目
ARTS在邻苯二甲酸(2-乙基己基)酯诱导的小鼠睾丸间质细胞凋亡中的作用及机理研究
- 批准号:
- 批准年份:2020
- 资助金额:35 万元
- 项目类别:
促进肿瘤凋亡的融合蛋白CPP-TRAIL-ARTS C27的制备及机制研究
- 批准号:81372444
- 批准年份:2013
- 资助金额:70.0 万元
- 项目类别:面上项目
雄性锹甲的生殖对策抉择ARTs及其进化机制-基于行为与SSRs标记的整合研究
- 批准号:31201745
- 批准年份:2012
- 资助金额:25.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
相似海外基金
Games, Heritage, Arts, & Sport: the economic, social, and cultural value of the European videogame ecosystem (GAMEHEARTS)
游戏、遗产、艺术、
- 批准号:
10104584 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 29.9万 - 项目类别:
EU-Funded
Open Access Block Award 2024 - University of the Arts London
2024 年开放获取区块奖 - 伦敦艺术大学
- 批准号:
EP/Z532216/1 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 29.9万 - 项目类别:
Research Grant
ARTS: Broadening capacity for research on gall wasps in North America
ARTS:扩大北美瘿蜂研究能力
- 批准号:
2338008 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 29.9万 - 项目类别:
Continuing Grant
REU Site: Summer Research Program for Community College and Liberal Arts College Students in Physics and Astronomy
REU 网站:社区学院和文理学院学生物理和天文学夏季研究计划
- 批准号:
2349111 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 29.9万 - 项目类别:
Continuing Grant
Building Partnerships to Recruit Recent STEM Graduates into a Masters of Arts in Teaching Program
建立合作伙伴关系,招募应届 STEM 毕业生加入教学硕士项目
- 批准号:
2345165 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 29.9万 - 项目类别:
Standard Grant
Enhancing Faculty Well-being at Liberal Arts Colleges: Individual, Contextual, Institutional, and Cultural Factors
提高文理学院教师的福祉:个人、背景、制度和文化因素
- 批准号:
24K06445 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 29.9万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Art and Policy in the Global Contemporary: Examining the Role of the Arts in the Production of Public Policy
全球当代的艺术与政策:审视艺术在公共政策制定中的作用
- 批准号:
EP/Y036972/1 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 29.9万 - 项目类别:
Research Grant
地理総合における対話型鑑賞法を援用したArts-STEM型教科融合授業モデルの開発
利用综合地理学中的互动欣赏方法开发艺术-STEM型学科融合课堂模型
- 批准号:
24H02463 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 29.9万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
Arts4Us - Working Together to Scale up Place-Based Arts Initiatives that Support the Mental Health of Children and Young People
Arts4Us - 共同努力扩大支持儿童和青少年心理健康的地方艺术举措
- 批准号:
AH/Z505493/1 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 29.9万 - 项目类别:
Research Grant
ARTS: A corevision of the pinhole borers (Coleoptera: Curculionidae: Platypodinae) and symbiotic fungi (Raffaelea spp.) via multi-generational systematics training
艺术:通过多代系统学训练对针孔蛀虫(鞘翅目:象甲科:扁豆亚科)和共生真菌(拉斐菌属)进行共同观察
- 批准号:
2342481 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 29.9万 - 项目类别:
Continuing Grant