折り畳むリボザイムの二次構造の描画を繰り返しましょう。
ここでは、スパイラルL1に注目します。 前のパートでは、1組のヌクレオチド間で水素結合を形成する目的関数を導入しました（これをF（xy）と呼びましょう。xyはヌクレオチドの組です）。 ここでは、ヌクレオチド14〜22、13〜23、12〜24、11〜25、10〜26、9〜27の6つまでを形成する必要があります。 それらを形成するとき、RNA鎖はそれ自体でらせんに巻き付きます->これは水素結合を形成する原子の幾何学的配置です。
次の目的関数を取り、使用できるようです。
Fo = F（14-22）+ F（13-23）+ F（12-24）+ F（11-25）+ F（10-26）+ F（9-27）
しかし、スパイラルの終わりの結合、つまり ヌクレオチド10-26、9-27の間でより速く形成されます。 なんで？ まあ、一般的に、チェーンの長さが両端の方が長いこと、ドッキングする機会が多いこと、必要なターンをより速く見つける可能性が高いことは明らかです。
しかし、これはどのように干渉しますか？ 事実は、水素結合が形成されるとすぐに原子が非常に接近するため、原子がターンを見つけることが非常に難しくなり、逆に互いに離れるようになります-衝突の可能性が高くなります。 そしてこれは物理学ではありません-それは私が以前に書いたそれらの制限の幾何学です。
したがって、結合10-26、9-27がほぼ形成された場合、「これらの結合を破壊しない」という条件の下で、私たちの目的関数はこれを仮定し、連鎖の最初に結合を形成する可能性をほとんど無効にします。 ヌクレオチド14-22、13-23の間。
もちろん、これは計算によるものであり、自然によるものではありません。 すべてが自然に良いです。
しかし、チェーンの回転方法。 FoldItゲームでは-このような機会があります- 再構築ツール （ビデオを見ると、内容が明確になります）。 彼は鎖の末端を固定し、ヌクレオチドを回転させ始めます。 さらに、18個のヌクレオチドを回転すると言うと、1〜17個までのすべてのヌクレオチドは静止したままです。 しかし、18ヌクレオチドを回すと、残りのすべての位置が確実に変化します。 19-61。 さらに、彼らが18日から遠くなるほど、彼らは彼らの場所をより強く変えるでしょう。
したがって、リンク9-27を形成し、リンク14-22を形成したい場合、ループ内のターン15、16、17、18、19、20、21の影響を受けます。18ヌクレオチドの回転Xがターゲット機能を大幅に低下させるF（14-22）ですが、同時に接続9-27が切断され、目的関数F（9-27）が非常に増加します。 一般的な目的関数Foでは、このようなターンを決して実行しないことは明らかであり、これは意図した目標に向かって移動できないことを意味します。
ゲームFoldItには、ヌクレオチドを凍結するような機会があります。 そして、再構築ツールは、凍結していないヌクレオチドのみのチェーンを回転させます（これは上のビデオで見られます）。 たとえば、ヌクレオチド9-27を凍結できます。 接続を形成し、ポイント9から27の間を動かさずに内部で回転します。 彼はどうやってそれをしますか？ 教えてください。
目的関数Foを変更することで、この問題から抜け出しました。 スライドに表示されます。
アイデアは非常に単純です-圧縮比を制御するために、最初にどの水素結合ペアを形成する必要があり、後にどの水素結合ペアを形成する必要があるか。 係数= 1の場合、この関数はFoのように単なる合計になります。
これにより、スパイラルの折り畳みが大幅に改善されます。 ただし、特に短い距離では、ループが発生する可能性があります。 次に、接続を切断してプロセスを繰り返すために、何らかの方法で圧縮率を変更する必要があります。 これはすでに手動で行われているため、自動化することはできません。
更新しました。 重要な追加は、折りたたみリボザイムの3つの図面とコメントで以下を参照してください。