うみうしの日誌

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アンブレラサンプリングとPMF計算

Gromacsにできることの一つに、アンブレラサンプリング法というものがある。詳しい説明はググってもらいたい。
私の雑な理解としては、時間発展を諦める代わりにある反応座標(2集団の重心の距離とか、座標とか)におけるエネルギーが計算できる。このエネルギーというのはあんまり分かっていないが、Potential Mean of Forceの略でPMFというようだ。多分自由エネルギー的な何かなんだと思っている。
これで何が分かるかというと、例えばGromacs初心者が必ず見るだろうJustin A. LemkulさんのGromacs tutorialsでは、Aβの重合体から1分子を引き抜く際のPMF?を計算して、binding energy (ΔGbind)が計算できると言っている。凄い。

そういうわけで私も使ってみたかったが、PCスペックの都合もあり今回粗視化モデルで計算することにしたので、その辺りも含めて記録を残しておくことにする。
ただ、今回の内容はかなり私の雑な理解による説明が多いので、きちんと裏付けをとるべきところが多数あると思う。
正直有識者の方でおかしな点に気づいたら指摘してほしい。独学は大変だ。

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Gromacsをとりあえず使ってみる

理論をやっている人がどういうモチベーションで分子動力学シミュレーションをするのかちょっと見当がつかないが、実験科学者からするとまずとりあえず使ってみてから考えるというのが1つのアプローチだと思う。私はそうだった。
しかしGromacsはバイナリの配布があるわけでもないので、「とりあえず使ってみる」の段階で既にかなりハードルが高かった。そういうわけで色々試してとりあえず動かしてみることのできた簡単な方法をここで紹介したいと思う。

これで実践できる計算が数学的に大丈夫なのか(近似とか)は私自身は確認していないが、とりあえず使うことがモチベーションなのでそのあたりは後日気にすることにする。

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Gromacsでシミュレーションしてみる

私のいる研究室では脂質膜とペプチド・タンパク質の相互作用について研究している。だが、相互作用自体の研究というよりはそれを利用した応用の研究で、あまり物理化学やバイオインフォマティクス的手法で研究をすることはない。
個人的にはシグナルが絡まない範囲の相互作用について調べるなら物理化学的実験やシミュレーションをするのが強力だと思い、自分のPCでシミュレーションをすることにした。

分子動力学シミュレーションには色々なソフトがあるようだが、色んな論文で使われていてネット上の集合知も多いGromacsを私は使っている。
そのとき色々困ったこととか気になったことがあったので、自分へのメモも兼ねて記していこうと思う。あとブログに書くぞ、と思えば英語のメーリングリストとかマニュアルとか読むモチベーションも上がるので。

以下Gromacs関連の記事
Gromacsをとりあえず使ってみる

以下調べて書いていきたいこと
VMDの使い方
主成分分析など
アンブレラサンプリング~PMF
MM-PBSA法


171007追記
MM-PBSA法については、Gromacsをとりあえず使ってみるでも最後に紹介したBlogの方がやり方を説明していて、例えば酵素とリガンドの結合ならそのときの結合にどの残基がよく効いているかが計算できるようだったので、興味を持っていた。
だが、色々調べたところMM-PBSA法は単純に脂質膜に適用することは難しいらしいとどこかのメーリングリスト有識者が言っていたので、とりあえず保留することにした。
MM-PBSA法でなくもう少し簡単な方法でAβと脂質膜の相互作用について残基ごとの寄与を計算している論文を見つけたので、その方法を調べることにする。

171022追記
MM-PBSA法を脂質膜に適用することが難しいは多分嘘。Blogの方がAmberToolsのMMPBSA.pyというモジュールを利用していたが、このMMPBSA.pyが脂質膜に対応していないようだ。理論的には別に問題なく出来るはず。

生化夜話

酵素は以前はタンパク質であると考えられていたが、これはもはや信じられていない。(ブリタニカ百科事典、1929年)
生化夜話 第1回:酵素の-aseは誰のアイディア?
「研究者が飲み会で話せる生化学関係のネタを提供する」ことをコンセプトとして連載されている生化夜話という記事の一つに、こんなことが書いてあった。
酵素は以前はタンパク質であると考えられていたが、これはもはや信じられていない。(ブリタニカ百科事典、1929年)」
という内容については深くは触れられていないが、本当に酵素はタンパク質ではないと信じられていなかった時代もあったらしい。

今の時代だと何だろう。
STAP細胞は以前はあると考えられていたが、これはもはや信じられていない。」とか?

ヴォイニッチ

ヴォイニッチ写本の謎

ヴォイニッチ写本の謎

謎が多い。一冊の本が丸々謎の言語で記されている。謎の植物についての記述だったり、謎の何かについての説明文だったり、むしろ分かっていることの方が少ない。

171007追記
ただの健康指南書だって解読されたって本当か?

酩酊おじさん

フィネガンズ・ウェイク 1 (河出文庫)

フィネガンズ・ウェイク 1 (河出文庫)

意味が分からないことで有名な「フィネガンズ・ウェイク」に挑戦してみようと思ったが、予想の遥か先を行く意味不明さだった。

冒頭から早速暴走している。

川走(せんそう)、イブとアダム礼盃亭(れいはいてい)()ぎ、く()岸辺(きしべ)から()(きょく)する(わん)へ、(こん)()()せぬ(めぐ)(みち)媚行(ビコウ)し、(めぐ)(もど)るは栄地四囲委蛇(えいちしいいい)たるホウス(じょう)とその周円(しゅうえん)。」

原文ママである。終始この調子で進む。1と2だけで300ページ以上ある。そして、フィネガンズ・ウェイクは4まである。
「抄訳〜」から読み始めればよかったな。挫折しそうだ。

首切り役人

ある首斬り役人の日記 (白水Uブックス)

ある首斬り役人の日記 (白水Uブックス)

ひたすら記録である。
ドイツの首切り役人の手記をまとめたもの。初めの方は、1つの案件に1行しか割いていない。日付、氏名、罪状、死刑執行法。記述はこれだけ。
後の方になってくると、罪状の部分が膨らんでくる。どんな犯罪を起こしたのか、どんな風に行ったのか。結構えげつない。

そういえば「首切り役人」とあるが、斬首しかしていないわけではないようだ。手記には記されていないが、死刑以外の刑の執行にも関わっているし、絞首刑だって行う。