Joint Center for Molecular Modeling

分子模拟联合中心

基本信息

项目摘要

DESCRIPTION (provided by applicant): New tools based on graph theory have revolutionized genome analyses, providing better ways to identify and classify rearrangements of genomic fragments. The same tools recently also provided a major breakthrough in multiple sequence alignment. Here we propose to apply these tools to protein structure analysis and use the resulting insights into protein structure evolution to increase model quality in comparative modeling. Structure comparison between distant homologs show clearly that the dominant paradigm in structure comparison, that a protein structure could be divided into an invariant core and flexible loops breaks down below 40%-50% sequence identity threshold. Instead, significant rearrangements can happen anywhere in the structure, with secondary structure elements undergoing significant shifts and movements. As a result, standard protocol in comparative modeling, based on sequence mounting on a rigid core structure, must fail for such homologs. Structural differences between homologs are driven, as is the entire folding process, by free energy of the system, but because of serious deficiencies in current force fields and computational approaches, energy-based predictions of such changes are not successful. In this grant we propose to improve the quality of comparative modeling by first discovering and then applying empirical rules of protein structure changes. Rapid growth of the number of known protein structures, fueled in part by technical advances in high throughput structure determination spearheaded by the Protein Structure Initiative, resulted in increasingly dense coverage of the structural space of many folds. This provides a rich learning base to discover such empirical rule, provided a right formalism to describe protein structure changes can be developed. In preliminary analyses we have shown that in a next approximation after the invariant core/flexible loops, protein structure can be described as built from rigid subdomains, and simple rearrangements of these subdomains account for almost half of the structural differences between distant homologs. Moreover, proteins can only adopt structures lying in a specific low dimensionality subspace of the entire conformational space. To improve the quality of models from comparative modeling, we plan to identify conserved subdomains for all known folds and to describe the allowed subspaces by analyzing already known structures from these folds. In the next step we will use this information to generate possible variants of the template structure and use model evaluation tools to identify the one most similar to the [sic].
描述(由申请人提供):基于图理论的新工具彻底改变了基因组分析,提供了更好的方法来识别和分类基因组碎片的重排。最近,同样的工具还提供了多个序列一致性的重大突破。在这里,我们建议将这些工具应用于蛋白质结构分析,并将所得的见解对蛋白质结构的演变进行,以提高比较建模中的模型质量。 遥远同源物之间的结构比较清楚地表明,结构比较中的主要范式可以将蛋白质结构分为不变的核心,而柔性环会分解低于40%-50%-50%的序列身份阈值。取而代之的是,在结构中的任何地方都可以进行重大重新分组,其中二级结构要素正在经历重大的变化和运动。结果,基于在刚性核心结构上安装的序列安装的比较建模中的标准方案必须失败。 同源物之间的结构差异,整个折叠过程也通过系统的自由能进行了驱动,但是由于当前力场和计算方法的严重缺陷,基于能量的对此类变化的预测并不成功。在这笔赠款中,我们建议通过首先发现比较建模的质量,然后应用蛋白质结构变化的经验规则。已知蛋白质结构数量的快速增长,部分是由于蛋白质结构倡议带头的高吞吐量结构确定的技术进步,从而越来越密集地覆盖了许多折叠的结构空间。这为发现这种经验规则提供了丰富的学习基础,只要可以开发描述蛋白质结构变化的正确形式主义。 在初步分析中,我们已经表明,在不变的核心/柔性环后的下一个近似值中,蛋白质结构可以描述为是由刚性子域构建的,这些子域的简单重排占了遥远同源物之间结构差异的几乎一半。此外,蛋白质只能采用位于整个构象空间的特定低维度子空间中的结构。为了从比较建模中提高模型的质量,我们计划确定所有已知褶皱的保守子域,并通过分析这些折叠的已知结构来描述允许的子空间。在下一步中,我们将使用此信息来生成模板结构的可能变体,并使用模型评估工具来识别与[SIC]最相似的一种。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Adam Godzik其他文献

Adam Godzik的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Adam Godzik', 18)}}的其他基金

Understanding structural flexibility and evolutionary divergence of proteins
了解蛋白质的结构灵活性和进化分歧
  • 批准号:
    9976566
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 70万
  • 项目类别:
Understanding structural flexibility and evolutionary divergence of proteins
了解蛋白质的结构灵活性和进化分歧
  • 批准号:
    9276056
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 70万
  • 项目类别:
Development of the flexible comparative modeling toolkit
开发灵活的比较建模工具包
  • 批准号:
    8277124
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 70万
  • 项目类别:
Development of the flexible comparative modeling toolkit
开发灵活的比较建模工具包
  • 批准号:
    8459977
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 70万
  • 项目类别:
Bioinformatics Core at Burnham
伯纳姆生物信息学核心
  • 批准号:
    8151699
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 70万
  • 项目类别:
TransportPDB: Center for the X-ray Structure Determination of Human Transporters
TransportPDB:人类转运蛋白 X 射线结构测定中心
  • 批准号:
    8152846
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 70万
  • 项目类别:
Development of a comprehensive system for distant homology analysis
开发远距离同源性分析综合系统
  • 批准号:
    7943038
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 70万
  • 项目类别:
CORE 1 TRP4:THE PROTEOLYSIS MAP (PMAP)
核心 1 TRP4:蛋白水解图谱 (PMAP)
  • 批准号:
    7725957
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 70万
  • 项目类别:
CORE 1 TRP4:THE PROTEOLYSIS MAP (PMAP)
核心 1 TRP4:蛋白水解图谱 (PMAP)
  • 批准号:
    7622855
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 70万
  • 项目类别:
Joint Center for Molecular Modeling
分子模拟联合中心
  • 批准号:
    7780895
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    $ 70万
  • 项目类别:

相似国自然基金

基于冠层结构模型解析种植模式对机采棉化学脱叶的影响机制
  • 批准号:
    32301696
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于动作表示与生成模型及人类反馈强化学习的智能运动教练研究
  • 批准号:
    62373183
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
考虑水岩化学作用的炭质页岩路基填料风化过程及耦合模型
  • 批准号:
    52308435
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
高速气体流场中金属颗粒化学反应机理与模型研究
  • 批准号:
    12302462
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30.00 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
整合电化学传感的类器官芯片模型构建及抗肿瘤药物心脏毒性评价研究
  • 批准号:
    82373841
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Transcriptome Characterization of Medicinal Plants Relevant to Human Health
与人类健康相关的药用植物的转录组表征
  • 批准号:
    7857222
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 70万
  • 项目类别:
Transcriptome Characterization of Medicinal Plants Relevant to Human Health
与人类健康相关的药用植物的转录组表征
  • 批准号:
    7943054
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 70万
  • 项目类别:
Characterization and Engineering of Fungal Megasynthases
真菌大合成酶的表征和工程
  • 批准号:
    8991320
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 70万
  • 项目类别:
A HIGH MAGNETIC FIELD MOSSBAUER INSTRUMENT
高磁场穆斯鲍尔仪器
  • 批准号:
    7390087
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 70万
  • 项目类别:
Integrated Interdisciplinary Training in Computational Neuroscience
计算神经科学综合跨学科培训
  • 批准号:
    7293610
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    $ 70万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了