操舵分子動力学

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操舵分子動力学 (SMD)

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2021/02/01 08:35 UTC 版)

「分子動力学法」の記事における「操舵分子動力学 (SMD)」の解説

操舵分子動力学（Steered molecular dynamics; SMD）シミュレーションでは、望む自由度に沿ってタンパク質の構造を引っ張ることによってその構造を操作するためにタンパク質に力を印加する。これらの実験は原子レベルでのタンパク質における構造変化を明らかにするために用いることができる。SMDは機械的な折り畳み構造のほどけや伸長といった出来事をシミュレーションするためにしばしば用いられている。 SMDには2種類の典型的手順がある。1つは引っ張る速度が一定に保たれるもので、もう1つは印加される力が一定のものである。典型的には、調べる系の部分（例えばタンパク質中の1原子）を調和ポテンシャルによって拘束する。次に特定の原子に一定の速度あるいは一定の力を印加する。シミュレーション中で操作される力、距離、角度を変化させることによって望む反応座標に沿って系を動かすために傘サンプリングが用いられる。傘サンプリングによって、系の配置の全て（高エネルギーと低エネルギーのどちらも）が十分にサンプリングされる。次に、それぞれの配置の自由エネルギー変化を平均力ポテンシャル（PMF）として計算することができる。PMFを計算する人気のある手法は一連の傘サンプリングシミュレーションを解析する重みつきヒストグラム解析法（weighted histogram analysis method; WHAM）である。