Un Integrador Numérico para el Plegado Cinetostático de Moléculas de Proteínas Modeladas como Robots con Hiper Grados de Libertad
Autores: Kacem, Amal; Zbiss, Khalil; Mohammadi, Alireza
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Un Integrador Numérico para el Plegado Cinetostático de Moléculas de Proteínas Modeladas como Robots con Hiper Grados de Libertad
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Método de cumplimiento kinetostático
Moléculas de proteína
Enlaces del plano peptídico
ángulos diédricos
Fuerzas interatómicas
Plegamiento de proteínas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 21
Citaciones: Sin citaciones
El método de cumplimiento kinetostático (KCM) modela las moléculas de proteínas como nanomecanismos que consisten en numerosos enlaces rígidos de planos peptídicos. Estos enlaces articulan entre sí a través de cambios en los ángulos diedros de la molécula, lo que resulta en un mecanismo cinemático con hipergrados de libertad. Dentro del marco del KCM, las fuerzas interatómicas no lineales impulsan el plegamiento de proteínas guiando el vector del ángulo diedro de la molécula hacia su estado de energía más bajo de manera kinetostática. Este artículo propone un integrador numérico que es adecuado para el plegamiento de proteínas basado en KCM y supera las limitaciones de los métodos de Euler explícitos tradicionales con tamaño de paso fijo. Nuestro esquema de integración propuesto se basa en la continuación pseudo-transitoria con una regla de actualización de tamaño de paso adaptativa que puede calcular de manera eficiente las trayectorias de plegamiento de proteínas, a saber, las configuraciones tridimensionales transitorias de las moléculas de proteínas durante el plegamiento. Las simulaciones numéricas que utilizan el enfoque KCM en los esqueletos de proteínas confirman la efectividad del integrador propuesto.
Descripción
El método de cumplimiento kinetostático (KCM) modela las moléculas de proteínas como nanomecanismos que consisten en numerosos enlaces rígidos de planos peptídicos. Estos enlaces articulan entre sí a través de cambios en los ángulos diedros de la molécula, lo que resulta en un mecanismo cinemático con hipergrados de libertad. Dentro del marco del KCM, las fuerzas interatómicas no lineales impulsan el plegamiento de proteínas guiando el vector del ángulo diedro de la molécula hacia su estado de energía más bajo de manera kinetostática. Este artículo propone un integrador numérico que es adecuado para el plegamiento de proteínas basado en KCM y supera las limitaciones de los métodos de Euler explícitos tradicionales con tamaño de paso fijo. Nuestro esquema de integración propuesto se basa en la continuación pseudo-transitoria con una regla de actualización de tamaño de paso adaptativa que puede calcular de manera eficiente las trayectorias de plegamiento de proteínas, a saber, las configuraciones tridimensionales transitorias de las moléculas de proteínas durante el plegamiento. Las simulaciones numéricas que utilizan el enfoque KCM en los esqueletos de proteínas confirman la efectividad del integrador propuesto.