Neue Optimierungsmethode für konformationale Energieberechnungen an Polypeptiden: Konformationales Raum-Tempern

Eine neue Optimierungsmethode wird vorgestellt, um die globalen Minimum-Energie-Konformationen von Polypeptiden zu suchen. Die Methode kombiniert wesentliche Aspekte des Aufbausverfahrens und des genetischen Algorithmus und führt das wichtige Konzept des "konformationalen Raum-Temperns" ein. Anstatt eine einzelne Konformation zu betrachten, wird der Fokus auf eine Population von Konformationen gelegt, während neue Konformationen durch Modifizieren einer "Samenkonformation" erhalten werden. Das Tempern wird durchgeführt, indem ein Abstandsgrenzwert Dcut eingeführt wird, der im konformationalen Raum definiert ist; Dcut teilt effektiv den gesamten konformationalen Raum der lokalen Minima in Unterteilungen. Zu Beginn des Algorithmus wird Dcut auf eine große Zahl gesetzt, um den gesamten konformationalen Raum abzudecken, und das Tempern wird erreicht, indem es langsam reduziert wird. Viele verschiedene lokale Minima, die so weit wie möglich im konformationalen Raum verteilt sein sollen, werden gleichzeitig untersucht. Daher findet die neue Methode nicht nur die globale Minimum-Energie-Konformation, sondern auch viele andere verschiedene lokale Minima als Nebenprodukte. Die Methode wird an Met-Enkephalin getestet, einem 24-dihedralen Winkelproblem. Bei allen 100 unabhängigen Durchgängen wurde die akzeptierte globale Minimum-Energie-Konformation nach durchschnittlich etwa 2600 Minimierungen erhalten. © 1997 John Wiley & Sons, Inc. J Comput Chem 18: 1222–1232