Алгоритм Катчальского-Кацира - Katchalski-Katzir algorithm

В Алгоритм Катчальского-Кацира это алгоритм для стыковка жестких молекул, разработанный Ефрем Качальски-Кацир, Исаак Шарив и Мириам Эйзенштейн.[1][2]

В 1990 году бывший президент государства Израиль профессор Эфраим Качальски-Кацир собрал группу физиков, химиков и биологов в Институт науки Вейцмана, чтобы обсудить межмолекулярное распознавание. Одним из результатов этих обсуждений стал алгоритм Качальски-Кацира, предложенный доктором Исааком Шаривом, в то время аспирантом по физике. Алгоритм был реализован в компьютерной программе MolFit доктором Мириам Эйзенштейн из отдела структурной химии.

Это чисто геометрический алгоритм, но некоторые его расширения также реализуют электростатика.

Первым шагом алгоритма является отображение молекул на сетках, при этом каждая точка сетки помечается как:

  • вне молекулы
  • на поверхности молекулы
  • внутри молекулы

Алгоритм увеличивает поверхностный контакт и сводит к минимуму перекрытие объемов. Вычислить такую ​​оценку для одного выравнивания несложно, но существует слишком много возможных способов выровнять молекулы, чтобы просто перебирать их все.

Чтобы эффективно вычислить оценки для многих выравниваний, быстрое преобразование Фурье (БПФ) применяется к обеим сеткам. Наличие сеток в форме БПФ позволяет очень быстро вычислять баллы для множества различных выравниваний.

Алгоритм Катчальского-Кацира - быстрый, но довольно ограниченный алгоритм. Обычно он используется для быстрой фильтрации явно неправильных структур-кандидатов. Структура может иметь хорошие показатели Качальски-Кацира (то есть хорошо вписываться в геометрическую форму), но в целом очень плохо подходить, например, из-за неблагоприятных условий. электростатический взаимодействия или гидрофобный и гидрофильный группы лицом друг к другу. Это не является серьезной проблемой, поскольку такие структуры можно отфильтровать позже. Более серьезная проблема - когда алгоритм отвергает благоприятную структуру. Некоторые случаи, когда это может произойти, включают плохую геометрическую подгонку, преодолеваемую очень сильными силами притяжения, или когда форма цели изменяется из-за взаимодействий (индуцированный припадок ).

Программы, реализующие алгоритм Качальски-Кацира, включают MolFit[3] и FTDock.[4]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Кацир, Ефрем (2009). «Глава 33». История жизни (Англ. Яз. Ред.). Издательство Кармель. ISBN  978-965-540-026-7.
  2. ^ Качальски-Кацир Э., Шарив И., Эйзенштейн М., Фризем А.А., Афлало С., Ваксер И.А. (1992). «Распознавание молекулярной поверхности: определение геометрического соответствия между белками и их лигандами с помощью методов корреляции». Proc Natl Acad Sci USA. 89: 2195–2199. Bibcode:1992PNAS ... 89.2195K. Дои:10.1073 / pnas.89.6.2195. ЧВК  48623. PMID  1549581.
  3. ^ «МолФит». Институт науки Вейцмана. Получено 22 февраля 2018.
  4. ^ "FTDock (v2.0)". Группа структурной биоинформатики. Получено 22 февраля 2018.