小タンパク質の折りたたみ速度の溶媒粘度依存性：分散コンピューティング研究

分散コンピューティング技術と20,000を超えるプロセッサのスーパークラスターを使用することにより、さまざまな溶媒粘度（ガンマ）で暗黙のGB/SA溶媒を備えた、20レシドTRPケージミニプロテインの折りたたみを原子論的な細部にシミュレートしました。これにより、折りたたみ速度の粘度の依存性を分析することができました。特に、私たちは低粘度のレジーム（水の粘度より下の値）に焦点を合わせました。Kramersの理論に従って、1〜10（-1）xの値に対する折りたたみ速度の折りたたみ速度のほぼ線形依存性を観察します。ただし、水粘度の10（-4）-10（-1）x xの間のレジームでは、kの形式kのパワーロー依存性を観察します（-1/5）。これらの結果は、分子シミュレーションからの折り畳み速度を推定すると、逆粘度に対する速度の線形依存性の仮定の下で低粘度で実行されると、誤った結果につながる可能性があることを示唆しています。

By using distributed computing techniques and a supercluster of more than 20,000 processors we simulated folding of a 20-residue Trp Cage miniprotein in atomistic detail with implicit GB/SA solvent at a variety of solvent viscosities (gamma). This allowed us to analyze the dependence of folding rates on viscosity. In particular, we focused on the low-viscosity regime (values below the viscosity of water). In accordance with Kramers' theory, we observe approximately linear dependence of the folding rate on 1/gamma for values from 1-10(-1)x that of water viscosity. However, for the regime between 10(-4)-10(-1)x that of water viscosity we observe power-law dependence of the form k approximately gamma(-1/5). These results suggest that estimating folding rates from molecular simulations run at low viscosity under the assumption of linear dependence of rate on inverse viscosity may lead to erroneous results.