1 / 20

Előadásom menete

Cink-peptid komplexek modellezése Fekete A. Zoltán 1* , Penke Botond 2 1 SZTE HPC Csoport, 2 SZTE-MTA Szupramolekuláris és Nanoszerkezetű Anyagok Kutatócsoport, Szeged Zoltan_Fekete@hpc.u-szeged.hu <http://ZAF.has.it/>. Előadásom menete. Bevezetés A cink-peptid problematika

meryl
Download Presentation

Előadásom menete

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Cink-peptid komplexek modellezéseFekete A. Zoltán1*, Penke Botond21SZTE HPC Csoport, 2SZTE-MTA Szupramolekuláris és Nanoszerkezetű Anyagok Kutatócsoport, SzegedZoltan_Fekete@hpc.u-szeged.hu<http://ZAF.has.it/> <http://ZAF.has.it/>

  2. Előadásom menete • Bevezetés • A cink-peptid problematika • Metodikai megjegyzések • Mentségeim: hogyan kerültem a fehérje-modellezési szekcióba • Összefoglalás és kitekintés <http://ZAF.has.it/>

  3. „HPC csoport” SZTE (Szote Kht., DNT) • High Performance Computing =Nagy Teljesítményű Számítás(előre a TeraFlopok útján)! • Nyers csúcs-kapacitás: összesen kb. 500 GFLOPs = ½ TFLOPs • Silicon Graphics Altix 3700: SMP (Shared Memory Parallel)48 Intel-Itanium CPU 1.3GHz, 48 GB RAM, kb. 310 eFt/GFLOPs† • Fujitsu-Siemens: ‘1U(4cm)’ klaszter19x2x2 AMD-Opteron CPU 1.8GHz, 19x4 GB RAM, kb. 70 eFt/GFLOPs <http://ZAF.has.it/>

  4. Amiloid béta-peptid probléma <http://ZAF.has.it/>

  5. Konkrét kérdés: Zn2+ kölcsönhatása a peptiddel • Kísérleti tapasztalat: a fémion nagymértékben gyorsítja az aggregációt; ennek miértje élénk vita tárgya, amit mérések magukban nem tudnak eldönteni • Nagy szükség van elméleti vizsgálatokra • Kvantumkémia is kell – a force-field kezelések önmagukban nem elegendőek • Több száz aminosav egységre kiterjedő rendszerek leírása a kívánatos • Több száz aminosav egységre kiterjedő rendszerek leírása a kívánatos! <http://ZAF.has.it/>

  6. Miért kell kvantumkémia: a többarcú amiloid „Itt a proton – hol a proton” játéka erősen függhet a környezeti hatásoktól: lásd például a mellékelt Poisson-Boltzmann számítást, ami a töltés-állapot érzékenységét illusztrálja az ionerősségre és lokális dielektrikumra. Az ilyen viselkedést nehéz megbízhatóan leírni egyszerű molekuláris mechanikával ill. dinamikával… <http://ZAF.has.it/>

  7. Miért kell kvantumkémia: a huncut cink • Zárt d-héja és redox-inaktivitása ellenére sem unalmasan egyhangú: töltése távol van a formális +2-től, és jelentős eltolódásokon mehet keresztül! [Zn(HIS-HIS)]2+ 1.33 [Zn(HIS-HIS-Ht)]2+ 1.32 [Zn(HIS-HIS)(H2O)]2+ 0.86 [Zn(HIS-HIS)(H2O)4]2+ 0.65 [Zn(HIS-HIS-Hi)(H2O)4]2+ 0.62 [Zn(HIS-HIS)(H2O)3]2+ 0.55 [Zn(HIS-HIS)(H2O)2]2+ 0.51 [Zn(HIS-HIS)2]2+ 0.42 [Zn(HIS-HIS)(HIS-HIS-Ht)]2+ 0.41 [Zn(HIS-HIS)(HIS-HIS-Hi)]2+ 0.37 <http://ZAF.has.it/>

  8. Gyöngszem az AMBER-ban: Divide & Conquer módszer • Merz, K.M. (PSU → UFL) és tsai. eljárása: ‘divcon’ • A rendszer méretével lineárisan skálázódó időigény (szemben az N3 függéssel a hagyományos szemiempírikus, ill. ennél is meredekebb emelkedéssel az ab initio módszerekre)! • Tartalmazza a Merz által nagymértében javított cink paraméterezést („Zinc biological”) is • Hasznosítja az AMBER csomag szolgáltatásait • Jól párhuzamosítható (az AMBER-es verzió NEM) <http://ZAF.has.it/>

  9. D&C séma: alrendszerek <http://ZAF.has.it/>

  10. D&C skálázás: energia <http://ZAF.has.it/>

  11. D&C skálázás: gradiensek <http://ZAF.has.it/>

  12. DivCon példa: Abeta1-28 (1AMB) NUMBER OF RESIDUES = 28 NUMBER OF RESIDUES IN EACH CORE = 3 … NUMBER OF ATOMS = 438 TOTAL NUMBER OF BASIS FUNCTIONS = 1134 TOTAL NUMBER OF ELECTRONS = 1270 … NUMBER OF SUBSYSTEMS = 10 AVERAGE SUBSYSTEM SIZE = 146 MAXIMUM SUBSYSTEM SIZE = 181 TIME/cycle/residue = 61 sec TIME/cycle/molecule = 599 sec Összehasonlításul: hasonló MOPAC job > 9 óra! <http://ZAF.has.it/>

  13. DivCon saját példák: néhány protein (PRIDE-NMR) <http://ZAF.has.it/>

  14. További saját fejlesztés menete • A DivCon/ZnB módszer megkezdett ellenőrzésének kiteljesítése • Új szemiempírikus paraméterezés: a PM3 hibáitól nagymértékben megszabadított RM1 (H,C,N,O,S) kombinálása a ZnB fém-specifikus paramétereivel • A General AMBER FF felhasználása, megfelelő (úgy kötött, mint kötetlen cink-típust alkalmazó) paraméterekkel, dinamikához;ígéretes a Hoops-Merz metallo-protein FF <http://ZAF.has.it/>

  15. Köszönöm a figyelmet! • Kapcsolat: admin@hpc.u-szeged.hu <http://ZAF.has.it/>

  16. Benchmark ízelítő • Alanin oligomerek ALA4 (42 atom, 231 3-21G* bázisfüggvény) • … • ALA64 (642 atom, 3531 bázisfüggvény 3-21G*) <http://ZAF.has.it/>

  17. ALAn futás-idők# HF/[3-21*|6-31|6-311]G SP <http://ZAF.has.it/>

  18. Köszönet-nyilvánítás • Bartha Ferenc • Bogár Ferenc • Dombi György, HPC projekt-vezető • Labádi Máté • Martinek Tamás • Penke Botond • Viskolcz Béla • NKTH/KPI KIIF pályázat: ALAP4-00092/2005. • Kapcsolat: admin@hpc.u-szeged.hu <http://ZAF.has.it/>

  19. PM6: DfH átlagos hibák Statisztika: 1373 vegyületre, csak H, C, N, O, F, P, S, Cl és Br atomokkal. <http://www.openmopac.net/DHF_PM6_and_Ab_Initio.html> <http://ZAF.has.it/>

  20. Helyünk a (TOP500) világban - 2006 HPC csoport + ½IBM-P5s@SZTE PetaFLOP HPC csoport HPC-Europa központok TeraFLOP <http://ZAF.has.it/>

More Related