Bológa molekulák számíógépes szmulácóa Balog Eka Semmelwes Egyeem, Bofzka és Sugábológa Inéze
SZEKVENCIA ALA THR SER THR LYS LYS LEU HSD LYS GLU PRO ALA ILE LEU LYS ALA ILE ASP ASP THR TYR VAL LYS PRO MET PHE THR ARG LYS VAL LEU ASP THR GLU VAL MET ILE THR ILE PHE VAL TYR LYS ILE GLU VAL PHE ASP LYS GLY GLN ARG THR ASP LYS ARG TYR GLY ILE THR ALA GLY ASN ASN THR HSD GLU GLN HSD LEU LYS ARG SER GLU PRO LEU ILE TRPSER GLU GLN HSD ASN ALA SER GLY GLN Mé? Tanulmányozhauk: SZERKEZET - fehéék, DNS, membánok belső mozgásá - konfomácós áalakulásoka - enzmeakcó dnamkáá - spekoszkópa mennységeke, éelmezés - dffakcós adaok, NOE, NMR - szabad enega válozások, gyógyszeevezés FUNKCIÓ
Hogyan? - kvanum algomusokon alapuló dnamka szmulácókkal nem lehe fehée méeű endszeeke kezeln klasszkus algomusoka használnak
Dnamka szmulácók Molekulás dnamka (MD) - valós poencál felüle -dőlépésenkén mozgásegyenle megoldás (numekus) - ~ns aekóa Hogyan? Nomál módus analízs (NM) - hamonkus poencál - analkus mozgásegyenle - nomál módusok q koodnáa ω fekvenca koodnáák aekóa dő q koodnáa dő ω fekvenca dő Molekulás knemaka - eakcóuak meghaáozása Mone Calo (MC) - konfomácós é mnavéelezése
Dnamka szmulácók Molekulás dnamka (MD) - valós poencál felüle -dőlépésenkén mozgásegyenle megoldás (numekus) -~ns aekóa Nomál módus analízs (NM) - hamonkus poencál - analkus mozgásegyenle - nomál módusok Előny: a elen anhamonkus poencál használa Előny: egyszeű koncepcó, nncs szmulácós dőkolá Háány: komplkál analízs, dőkolá Háány: nem vesz fgyelembe az anhamoncás
Molekulás Dnamka (MD) - mnden aomo klasszkusan kezel, mely a Newon-övény köve: m d d F V oal - a mozgásegyenle negálása az aomok helyzeé és sebességé ada ado dőnevallumonkén aekóa szekeze és emodnamka mennységek
Molekulás Dnamka (MD) Modell endsze Kölcsönhaás poencál V dhedals n, bonds k N ( b b ) k ( θ θ ) b K σ 4ε θ angles ( n) [ cos( nφ δ )] K ( ω ω ) φ 6 σ, ω mpopes qq D - öngen dffakcó -NMR - szekeze pedkcó
( ) ( ) ( ) ( ) [ ] ( ) mpopes dhedals N n n angles bonds b D q q K n K k b b k V, 6, 4 cos σ σ ε ω ω δ φ θ θ ω φ θ
( ) ( ) ( ) ( ) m F Δ Δ Δ Vele algomus V F d d m
Kezde szekeze Enega mnmalzácó Fűés Ekvlbácó Dnamka Analízs MD pookol:. szekeze beolvasás (~K). enega mnmalzácó (V) 3. dnamka ndíás: - Bolzmann sebesség koszás (vélelen-szám geneáo) - Vele algomus dőlépés ~fs - sebesség uakoszás ~ lépéskén (fokozaos fűés ~5ps) - ekvlbálás 3Kon - ha T<9K vagy T>3K sebesség úakoszás RMSD N ( ef ) N - ~ps uán check RMSD ellenőzés devaon - poducon un folyaás, uabb sebességkoszás nélkül
Taekóa analízs: oal oal A A aom elmozdulások flukuácóa: álag: ( )( ) ( ) ( ) C Δ Δ koelácós együhaó: ( ) ( ) T x x T RMSF
Koláozó ényezők: - aomszám (~ 4 ) - lépésköz Δ ~ fs ns dőaomány Alx 35 8 poc Ianum.4 GHz, 8 Gb RAM ns 3 nap gépdő
Példa: foszfoglceá knáz (PGK)
39 apo ADP-bPG 38 dsance (Å) 37 36 35 34 4 6 8 4 6 8 me (ns) 4 -.8 -.6 esdue numbe 35 3 5 5 -.4 -...4.6.8 C koelácós együhaó: ( )( ) ( ) ( ) 5 5 5 5 3 35 4 esdue numbe
ϕ a) 8-6 b) 396-8 4-4 - 39 388-4 - -6. Asn383 apo esdue numbe 96 9 88 4 6 esdue numbe 384 38 376 -.. 6. Th393 8 84 9 37 4 8 8 4 6 8 4 6 8 me(ns) 368 4 6 8 4 6 8 me(ns) Se ADP bpg a) 8 - b) 396-8 4-8. -6. 39-4 - esdue numbe 96 9 88-4. -.. 4. 6. esdue numbe 388 384 38 376-6. -.. 6. Gly37 84 8. 37 4 8 8 4 6 8 4 6 8 me(ns) 368 4 6 8 4 6 8 me(ns) Po3
8 7 mn 6 RMS fluc (Å) 5 4 3 a B 3 9-a op J K 3L 5 5 5 3 35 4 esdue numbe
apo a esdue numbe 4 35 3 5 5 b esdue numbe 4 35 3 5 5 } } },K,3 o,p,q 9-a -.5 -.4 -...4.6.8 5 5 5 5 5 3 35 4 esdue numbe 5 5 5 3 35 4 esdue numbe ADP bpg a esdue numbe 4 b 35 3 5 4 5 esdue numbe 4 35 3 5 5 } } } K,3,L o,p,q J -.6 -.4 -...4.6.8 5 5 5 5 5 3 35 4 α mn esdue numbe 5 5 5 3 35 4 esdue numbe
ADP bpg a esdue numbe 4 b 35 3 5 4 5 esdue numbe 4 35 3 5 5 } } } K,3,L o,p,q J -.6 -.4 -...4.6.8 5 5 5 5 5 3 35 4 α mn esdue numbe 5 5 5 3 35 4 esdue numbe
Nomál módus analízs (NM) - hamonkus közelíés hnge bendng wsng wobblng