蛋白质折叠单元的解析器

通过X射线晶体学和核磁共振研究数百种结构，已经出现了蛋白质结构组织的一般模式。结构单元通常通过使用定性标准的分子模型的视觉检查来识别。在这里，我们提出了一种通过基于原子相互作用的客观、定量标准来识别结构单元的算法。其基本物理概念是在每个单元内最大化相互作用，并在单元（领域）之间最小化相互作用。在简单的谐波近似中，领域间动力学由界面的强度和质量分布决定。最可能的领域分解涉及运动相关性最强或领域间波动时间最长的单元。复杂的三维结构分解受到链可以在单元之间交叉多次的可能性的影响。通过求解接触矩阵的特征值问题将残基分组，将问题简化为对所有合理试错二分的单维搜索。递归二分得到假定折叠单元的树。简单的物理标准用于识别可能独立存在的单元。这样定义的单元与晶体学家对结构领域的概念密切对应。这些结果对折叠原理分析、模块化蛋白设计和蛋白工程非常有用。