新しいプログラムDyanaを使用したNMR構造計算のねじれ角ダイナミクス

核磁気共鳴（NMR）実験によって収集された距離制約とねじれ角の制約からの3次元タンパク質および核酸構造の効率的な計算のための新しいプログラムDyana（NMRアプリケーションのダイナミクスアルゴリズム）は、ねじれ角空間およびねじれ角空間および分子動力学によってシミュレートしたアニーリングによってシミュレートされたアニーリングを実行します。高速再帰アルゴリズムを使用して、運動方程式を統合します。ねじれ角のダイナミクスは、自由度の数が減少し、高周波結合と角度振動が併用していないため、デカルト座標空間の分子ダイナミクスよりも効率的になります。構造計算の温度。また、先行プログラムDianaが使用するREDAC戦略と、ねじれ角空間の可変ターゲット関数法に対する大きな進歩を表しています。NMR構造を表すために使用される「バンドル」の受け入れられた配座異性体ごとのダイアナ計算時間は、現在利用可能な他の構造計算アルゴリズムのものと好ましいものであり、DEC Alphaを使用する場合の165アミノ酸残基のタンパク質の160秒のオーダーです。8400 5/300コンピューター。ランダムねじれ角値を持つ配座異性体から始まるテスト計算により、Dyanaは最大400アミノ酸残基と核酸構造を持つ高品質のタンパク質構造の効率的な計算が可能であることがさらに示されました。

The new program DYANA (DYnamics Algorithm for Nmr Applications) for efficient calculation of three-dimensional protein and nucleic acid structures from distance constraints and torsion angle constraints collected by nuclear magnetic resonance (NMR) experiments performs simulated annealing by molecular dynamics in torsion angle space and uses a fast recursive algorithm to integrate the equations of motions. Torsion angle dynamics can be more efficient than molecular dynamics in Cartesian coordinate space because of the reduced number of degrees of freedom and the concomitant absence of high-frequency bond and angle vibrations, which allows for the use of longer time-steps and/or higher temperatures in the structure calculation. It also represents a significant advance over the variable target function method in torsion angle space with the REDAC strategy used by the predecessor program DIANA. DYANA computation times per accepted conformer in the "bundle" used to represent the NMR structure compare favorably with those of other presently available structure calculation algorithms, and are of the order of 160 seconds for a protein of 165 amino acid residues when using a DEC Alpha 8400 5/300 computer. Test calculations starting from conformers with random torsion angle values further showed that DYANA is capable of efficient calculation of high-quality protein structures with up to 400 amino acid residues, and of nucleic acid structures.