올리고 펩티드 분자의 나노초 분자 동력학 모의 실험 = Nanosecond Molecular Dynamics Simulation of an Oligopeptide

국문 초록 (Abstract)

최근 들어 고성능 전산 기기의 처리 능력이 현저하게 향상되고 있으나, 슈퍼 컴퓨터를 이용하더라도 용액상 분자 계를 수 백 피코초 이상 모의 실험 하는 것은 어려운 작업이다. 이제까지 실행된 가장 긴 분자 동력학 궤적은 Brooks등이 한 변이 29Å인 물분자 상자에서 올리고 펩티드 YPGDV의 접힘과 풀림 과정을 2.2 ns 동안 모의 실험한 것이다. 본 연구에서는 용매를 효과적인 유전 매질로 처리하여 풀림 모의 실험을 되풀이하였다. 이 과정에서 물분자를 직접 도입했을 때 얻은 동력학 궤적을 재현할 수 있도록 매질의 유전 상수와 모의 실험 방식을 개발하였다. 무리 분석 방법을 응용하여 모의 실험에서 생성된 나노초 궤적을 분류하였다. 결과로 얻어진 모의 실험 기법은 수백 개의 원자로 구성된 비교적 커다란 분자 계의 밀리초 모의 실험에 적용될 수 있을 것이다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Even though computing power increases rapidly nowadays, the molecular dynamics simulation of an event in solution phase is limited to hundreds of picoseconds. The longest simulation of biomolecular events is the 2.2 ns folding and unfolding dynamics of the pentapeptide YPGDV in a 29 Å cubic water box by Brooks et al. The current research repeats the unfolding dynamics simulation with treating solvent waters by an effective dielectric continuum. The most epresentative dielectric medium(the effective dielectric constant and the simulation protocol) is established by qualitatively reproducing the trajectory obtained with the explicit water solvent. A clustering method is employed to analyze very“long” trajectories. The newly established molecular dynamics protocol with the effective dielectric medium makes it feasible to run millisecond dynamics trajectories of larger systems with hundreds of atoms.