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蛋白质微秒级折叠过程的快速模拟
山东科学 第28卷 第3期2015年6月出版
SHANDONGSCIENCE Vol.28No.3Jun.2015
DOI:10.3976/j.issn.1002-4026.2015.03.018
蛋白质微秒级折叠过程的快速模拟
林云,张少龙 ,张庆刚,张怿慈
(山东师范大学物理与电子科学学院,山东济南250014)
摘要:使用ff12SB力场和广义玻恩(GBNeck2)隐性水模型在 GTX670GPU上对4个蛋白质 CLN025(2ZEI)、MHA6
(2I9M)、TrpCage(1L2Y)、Villin(3TRW)的微秒级折叠过程进行了分子动力学模拟,2ZEI的折叠时间和均方根偏差为
5.94 s和0.897?,2I9M的折叠时间和均方根偏差为0.191 s和 1.142?,Villin的折叠时间和均方根偏差为4.23 s
μ μ μ
和1.37?,TrpCage的折叠时间和均方根偏差为2.48 s和0.63?。结果表明,蛋白质折叠模拟已经能够通过GPU计算
μ
在桌面计算机上实现。
关键词:蛋白质折叠;分子动力学;GPU计算;GBNeck2;ff12SB力场
中图分类号:O641.12 文献标识码:A 文章编号:10024026(2015)03009608
Rapidsimulationofproteinmicrosecondlevelfoldingprocess
LINYun,ZHANGShaolong ,ZHANGQinggang,ZHANGYici
(SchoolofPhysicsandElectronics,ShandongNormalUniversity,Jinan250014)
Abstract∶Weperformedmoleculardynamicssimulationforfourproteins,CLN025(2ZEI),MHA6(2I9M),TrpCage
(1L2Y)andVillin(3TRW)onGEX670GPUwithAMBERff12SBforcefieldandGeneralizedBorn(GBNeck2)implicit
solventmodel.ResultsshowthatfoldingtimeandRMSDcomparedtoitscrystalstructureare5.94 sand0.897?for
μ
protein2ZEI,0.191sand1.142?forprotein219M,4.23 sand1.37?forproteinVillin,and2.49 sand0.63?protein
μ μ μ
TrpCage.Itdemonstratesthatmicrosecondlevelproteinfoldingsimulationcanbeimplementedonadesktopworkstation
withGPUcomputing.
Keywords∶proteinfolding;moleculardynamics;GPUcomputing;GBNeck2;ff12SBforcefield
1 引言
蛋白质折叠是指随机卷曲的多肽链自组织成具有特定的三维结构和功能的蛋白质的物理过程。理论上
从给定的氨基酸序列预言蛋白质的分子结构(多肽
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