PROCEDIMIENTO Y SISTEMA PARA CONSTRUIR MODELOS TRIDIMENSIONALES DE ESTRUCTURAS MOLECULARES

• Main Authors: VENGADESAN, K, GAUTHAM, N
• Format: Patent
• Language: Spanish
• Published: 01.04.2009
• Subjects: CALCULATING; CHEMISTRY; COMPUTING; COUNTING; ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING; INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTEDFOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS; METALLURGY; ORGANIC CHEMISTRY; PEPTIDES; PHYSICS

Un procedimiento implementado por computadora para determinar el menor valor de la función de energía potencial conformacional de una molécula útil para construir modelos de estructuras moleculares tridimensionales usando un nuevo algoritmo que define la mejor conformación como aquella correspondiente al menor valor de la función de energía potencial conformacional, en donde dicho procedimiento comprende las etapas de: (a) proveer la representación de una molécula en términos de las coordenadas de los átomos que comprenden la molécula, por procedimientos conocidos; (b) seleccionar un conjunto de conformaciones elegidas entre todas las conformaciones posibles mediante el uso de una disposición combinatoria de n Cuadrados Latinos Mutuamente Ortogonales (MOLS) de orden N, en donde dichos MOLS se construyen sobre la base de los parámetros conformacionales de la molécula, en donde hay N 2 subcuadrados en cada conjunto de MOLS, en donde N es igual a n o m, el que sea mayor, en donde n es la cantidad de parámetros que define la conformación de la molécula y m es la cantidad de valores tomados como muestra a lo largo de cada parámetro conformacional y en donde el tamaño de la etapa es R/m, en donde R está en el rango del parámetro, y cada subcuadrado corresponde a una posible conformación de dicha molécula; (c) llenar los subcuadrados de MOLS con conformaciones de dicha molécula, con una conformación en cada subcuadrado, en donde la conformación en cualquier subcuadrado dado está representado por los valores de los parámetros conformacionales en dicho subcuadrado; (d) elegir los valores de los parámetros conformacionales en los subcuadrados al especificar primero la cantidad de parámetros, n, y el rango de cada uno de los n parámetros, y el tamaño de las etapas a las cuales se toman muestras de los valores de cada parámetro, en donde hay un total de m etapas a lo largo de cada parámetro, de manera tal que se especifica que Thetar,s, r = 1 a n y s = 1 a m son el conjunto de valores de entrada para los parámetros conformacionales; (e) rotular los subcuadrados de dichos MOLS mediante los índices (u, t), en donde u y t son números enteros, u = 1 a N y t = 1 a N, y el valor del r-ésimo ángulo de torsión en un subcuadrado (u, t) dado se elige del conjunto de valores de entrada Thetar,s, con Theta r u,t, = Thetar,s, en donde el índice u está dado por u = {(t-1) (r-1) + (s-1)} módulo (N); (f) repetir el procedimiento de llenar los subcuadrados con los valores de los parámetros elegidos de todos los valores de r = 1 a n, s = 1 a m, y t = 1 a N, en donde u se calcula cada vez mediante la fórmula dada en la etapa (e), por lo cual al final del procedimiento, cada subcuadrado de los N 2 subcuadrados de dicho MOLS se llenan con un conjunto de n valores, en donde cada valor corresponde a uno de los n parámetros conformacionales, por lo que el conjunto de n valores en cada subcuadrado define una conformación de dicha molécula, por lo que hay N 2 conformaciones; (g) calcular la función de energía potencial mediante procedimientos conocidos para cada una de las N 2 conformaciones de dicha molécula tal como se representa en los N 2 subcuadrados de dicho conjunto de MOLS, en donde dichas funciones están representadas por (Ver fórmula) (h) analizar el conjunto de N 2 valores de la función de energía potencial a fin de determinar el mejor valor de cada parámetro conformacional; (i) analizar por determinación del valor promedio de la función de energía potencial para cada valor de cada parámetro, al tomar el promedio de los valores de la función de energía potencial en todas las N conformaciones en las cuales se usa dicho valor del parámetro conformacional para definir las conformaciones, en donde en consecuencia hay n x m valores promedio, en donde los valores promedio están dados por (Ver fórmula) (j) escanear el conjunto de n x m valores promedio de la función de energía potencial a fin de obtener, para cada parámetro conformacional, el valor de dicho parámetro que corresponde al menor valor promedio de la función de energía potencial, el cual es seguido mediante el uso de un conjunto de n valores de los n parámetros conformacionales, un valor para cada parámetro, a fin de definir la mejor conformación de dicha molécula que tiene el menor valor de la función de energía potencial; y (k) confirmar los resultados o localizar otra estructura óptima, si se requiere, mediante la elección de una forma diferente de ordenar los valores de los parámetros conformacionales y repetir las etapas (e) a (k). The present invention relates to a method to build 3-dimensional models of molecular structures corresponding to the lowest value of the potential energy function from knowledge of their chemical structures. The system uses Mutually Orthogonal Latin Squares to search through conformational space to obtain the best conformation. The system may also be used to obtain the optimum of any function, and not only those related to biomolecular structure.