Is it possible to understand the mo

Is it possible to understand the molecular structure and function of proteins and nucleic acids in enough detail to make accurate predictions about structure and function? We are mounting a two-pronged attack on this problem using both molecular dynamics simulation and molecular modeling. (i) Simulation attempts to reproduce the structural, thermodynamic and dynamic properties of a macromolecule in as accurate a way as possible. Starting with simple but realistic expressions for the interactions between atoms and classical laws of motion, we calculate a trajectory that specifies the position and velocity of every atom as a function of time. The time-step between calculated structures is small at 10-15 seconds, and we need to reduce hundreds of thousands of sets of atomic coordinates into a simple coherent description. We have simulated with reasonable fidelity the measurable static and dynamic properties of the several different proteins surrounded by thousands of water molecules. Simulation at different temperatures has allowed exploration of the pathways of protein denaturation of entire proteins and small fragments of protein secondary structure (a-helices and ß-hairpins). Companion studies of DNA double-helix segments in solution preserve the classical double helix while still showing a wide repertoire of interesting motions. (ii) Molecular modeling attempts to build a model of a macromolecule using known three-dimensional structures and energy minimization as complementary guidelines. Specific examples of this work include the automatic modeling of antibody variable domains, the general modeling of homologous proteins and studies of DNA base-pair mismatches. Questions we are trying to answer include: How can a protein be stabilized by a single amino acid change? How does the sequence of DNA cause local variations of double-helix conformation and stability? Extensive use is made of sophisticated programming, sequence and structural data bases, and computer graphics.

Results (Thai) 1:

มันเป็นไปได้ที่จะเข้าใจโครงสร้างโมเลกุลและการทำงานของโปรตีนและกรดนิวคลีอิกในรายละเอียดมากพอที่จะทำให้การคาดการณ์ที่ถูกต้องเกี่ยวกับโครงสร้างและฟังก์ชั่ทำไม เรามีการติดตั้งการโจมตีสองง่ามในการแก้ปัญหานี้โดยใช้ทั้งการจำลองการเปลี่ยนแปลงระดับโมเลกุลและการสร้างแบบจำลองโมเลกุล (i) การจำลองความพยายามที่จะทำซ้ำโครงสร้างคุณสมบัติทางอุณหพลศาสตร์และพลวัตของโมเลกุลขนาดใหญ่ในที่ถูกต้องเป็นวิธีที่เป็นไปได้ เริ่มต้นด้วยการแสดงออกที่เรียบง่าย แต่จริงสำหรับการปฏิสัมพันธ์ระหว่างอะตอมและกฎหมายที่คลาสสิกของการเคลื่อนไหวที่เราคำนวณเส้นทางที่ระบุตำแหน่งและความเร็วของทุกอะตอมเป็นหน้าที่ของเวลา ขั้นตอนเวลาระหว่างโครงสร้างการคำนวณที่มีขนาดเล็กประมาณ 10-15 วินาทีและเราจำเป็นต้องลดการนับร้อยนับพันของชุดของพิกัดอะตอมเป็นคำอธิบายที่สอดคล้องกันง่าย เราได้จำลองด้วยความจงรักภักดีที่เหมาะสมคุณสมบัติแบบคงที่และแบบไดนามิกที่วัดของโปรตีนที่แตกต่างกันหลายรายล้อมไปด้วยหลายพันโมเลกุลของน้ำจำลองที่อุณหภูมิที่แตกต่างกันได้รับอนุญาตให้สำรวจเส้นทางของโปรตีนของโปรตีนทั้งหมดและชิ้นส่วนขนาดเล็กของโปรตีนโครงสร้างทุติยภูมิ (เอนริเก้และÉ√≈Π-ปัก) การศึกษาเพื่อนของดีเอ็นเอส่วนที่สองเป็นเกลียวในสารละลายรักษาเกลียวคู่คลาสสิกในขณะที่ยังคงแสดงละครที่กว้างของการเคลื่อนไหวที่น่าสนใจ(ii) การสร้างแบบจำลองโมเลกุลความพยายามที่จะสร้างแบบจำลองของโมเลกุลขนาดใหญ่ที่รู้จักกันโดยใช้โครงสร้างสามมิติและการลดการใช้พลังงานเป็นแนวทางประกอบ ตัวอย่างที่เฉพาะเจาะจงของงานนี้รวมถึงการสร้างแบบจำลองโดยอัตโนมัติของโดเมนตัวแปรแอนติบอดีการสร้างแบบจำลองทั่วไปของโปรตีนที่คล้ายคลึงกันและการศึกษาของดีเอ็นเอที่ไม่ตรงกันฐานคู่ คำถามที่เรากำลังพยายามที่จะตอบรวม​​ถึง:วิธีที่สามารถได้รับโปรตีนที่มีความเสถียรโดยการเปลี่ยนแปลงกรดอะมิโนเดียว วิธีการที่ไม่ลำดับของดีเอ็นเอทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในท้องถิ่นของโครงสร้างเกลียวคู่และความมั่นคง? การใช้ที่กว้างขวางถูกสร้างขึ้นมาในการเขียนโปรแกรมที่ซับซ้อนลำดับและฐานข้อมูลโครงสร้างและคอมพิวเตอร์กราฟิก

Results (Thai) 2:

เป็นไปได้เพื่อให้เข้าใจโครงสร้างระดับโมเลกุลและหน้าที่ของโปรตีนและกรดนิวคลีอิกในรายละเอียดมากพอจะทำให้การคาดคะเนที่ถูกต้องเกี่ยวกับโครงสร้างและหน้าที่ เราจะติดตั้งการโจมตีปรับสองปัญหานี้โดยใช้การจำลองพลศาสตร์โมเลกุลและสร้างแบบจำลองโมเลกุล (i) การจำลองพยายามสร้างโครงสร้าง คุณสมบัติทางอุณหพลศาสตร์ และไดนามิกของ macromolecule ในวิธีถูกต้องที่สุด เราเริ่มต้น ด้วยนิพจน์ง่าย ๆ แต่เป็นจริงสำหรับการโต้ตอบระหว่างอะตอมและกฎหมายคลาสสิกของการเคลื่อนไหว คำนวณวิถีที่ระบุตำแหน่งและความเร็วของทุกอะตอมเป็นฟังก์ชันของเวลา ขั้นเวลาระหว่างโครงสร้างที่คำนวณได้มีขนาดเล็กที่ 10-15 วินาที และเราต้องลดหลายร้อยหลายพันชุดพิกัดอะตอมเป็น coherent คำอธิบายง่าย ๆ เราได้จำลองกับคุณภาพสมเหตุสมผลวัดคงที่ และแบบไดนามิกคุณสมบัติของโปรตีนแตกต่างกันหลายพันโมเลกุลของน้ำล้อมรอบ การจำลองที่อุณหภูมิแตกต่างกันให้ได้สำรวจของมนต์ denaturation โปรตีนของโปรตีนทั้งหมดและชิ้นส่วนขนาดเล็กของโปรตีนโครงสร้างรอง (เป็น helices และ√É≈∏-hairpins) ศึกษาเพื่อนของดีเอ็นเอเกลียวคู่ส่วนในโซลูชันรักษาเกลียวคู่คลาสสิกขณะยังคง แสดงละครกว้างของการเคลื่อนไหวที่น่าสนใจ (ii) โมเดลโมเลกุลพยายามสร้างแบบจำลองของ macromolecule ใช้รู้จักโครงสร้างสามมิติและการลดพลังงานเป็นแนวทางเสริม ตัวอย่างเฉพาะของงานนี้ได้แก่โมเดลอัตโนมัติของโดเมนตัวแปรแอนติบอดี โมเดลทั่วไปของ homologous โปรตีนและการศึกษาดีเอ็นเอคู่ฐาน mismatches เราพยายามที่จะตอบคำถามรวมถึง: วิธีสามารถเป็นโปรตีนจะเสถียร โดยการเปลี่ยนกรดอะมิโนเดียว ลำดับของดีเอ็นเอไม่ทำรูปแบบเฉพาะของเกลียวคู่ conformation และเสถียรภาพอย่างไร จะใช้เขียนโปรแกรมที่ซับซ้อน ลำดับ และฐานข้อมูลโครงสร้าง และคอมพิวเตอร์กราฟิก

Results (Thai) 3:

เป็นไปได้หรือไม่ที่จะทำความเข้าใจและการทำงานโครงสร้างโมเลกุลของกรดอยู่และโปรตีนในรายละเอียดมากพอที่จะทำให้การทำนายได้อย่างถูกต้องแม่นยำเกี่ยวกับโครงสร้างและการทำงาน เราจะได้รับการติดตั้งการโจมตีทั้งสอง - หนทางเป็นในปัญหานี้โดยใช้การจำลอง Dynamics ระดับโมเลกุลและการสร้างแบบจำลองระดับโมเลกุลทั้งสอง ( i )ความพยายามในการสร้างแบบจำลองในการสร้างโครงสร้างคุณสมบัติ thermodynamic ของ macromolecule แบบไดนามิกและในความถูกต้องเป็นทางหนึ่งทางใดเป็นไปได้. การเริ่มต้นด้วยการใช้นิพจน์แบบเรียบง่ายแต่ที่สมจริงสำหรับการติดต่อสื่อสารระหว่างระดับอะตอมและกฎหมายในแบบคลาสสิกของการเคลื่อนไหวเราคำนวณวิถีกระสุนที่ระบุความเร็วและการจัดตำแหน่งของอะตอมทุกฟังก์ชันของเวลา เวลาที่กล่าวระหว่างการคำนวณโครงสร้างมีขนาดเล็กที่ 10-15 10-15 10-15 วินาทีและเราจำเป็นต้องลดจำนวนหลายร้อยหลายพันคนในชุดของพิกัดปรมาณูในรายละเอียดที่เกี่ยวเนื่องกันแบบเรียบง่าย เราได้จำลองด้วยเสียงที่เหมาะสมคุณสมบัติแบบคงที่และแบบไดนามิกวัดได้ที่ของโปรตีนที่แตกต่างและหลากหลายที่โอบล้อมไปด้วยผู้คนหลายพันคนของโมเลกุลของน้ำการสร้างแบบจำลองที่มี อุณหภูมิ ที่แตกต่างกันได้รับอนุญาตให้มีการสำรวจเส้นทางเดินเท้าของ denaturation โปรตีนของโปรตีนทั้งหมดและเศษขนาดเล็กของโปรตีนโครงสร้างรอง( a - วงก้นหอยและ√é≈∏ - hairpins ) การศึกษาร่วมกันของกลุ่มดีเอ็นเอดับเบิลคลิกที่ Helix ในโซลูชันรักษา Helix ดับเบิลคลิกในแบบคลาสสิกในขณะที่ยังคงแสดงบทเพลงที่หลากหลายของญัตติน่าสนใจ( ii )ความพยายามในการสร้างแบบจำลองระดับโมเลกุลเพื่อสร้างรูปแบบของ macromolecule โดยใช้การใช้พลังงานและโครงสร้างแบบสามมิติที่รู้จักกันดีเป็นแนวทางของสมนาคุณ. ตัวอย่างการใช้งานนี้รวมถึงการสร้างแบบจำลองอัตโนมัติของโดเมนแบบปรับได้หลายระดับแอนทิบอด - อิการสร้างแบบจำลองโดยทั่วไปของการศึกษาซึ่งมีตำแหน่งอย่างเดียวกันและโปรตีนของไม่ตรงกันฐาน - คู่ดีเอ็นเอ คำถามเรากำลังพยายามจะตอบรวมถึงได้อย่างไรสามารถพบโปรตีนชนิดหนึ่งมี เสถียรภาพ โดยเปลี่ยนกรดอะมิโนตัวเดียว จะทำอย่างไรตามลำดับที่ของดีเอ็นเอทำให้เกิดความหลากหลายในแบบท้องถิ่นด้วยความมั่นคงและทำตามแบบเตียงนอนเดี่ยวขนาดใหญ่หนึ่งเตียง - Helix การใช้ที่หลากหลายคือทำตามลำดับของการตั้งโปรแกรมที่ซับซ้อนและฐานข้อมูลโครงสร้างและกราฟิกคอมพิวเตอร์