Native ContactとQ値

タンパク質構造の解析でNative Contactsを使っている文献を見かけます。

この記事では、Native Contact や関連する物理量であるQ値（fraction of Native Contacts）の定義や算出方法について紹介します。

Native Contactとは何か

Native Contactとは、ある構造中での「接触」（contacts）のことです。

「接触」とは何かというと、ある距離より接近していることです。

つまり、異なる残基の原子同士がある距離より接近しているとき、「接触」しているとみなします。

しきい値となる「ある距離」ですが、３より離れた残基ペアかつheavy atoms間の距離を4.5Åとしている文献がありました。

Q値とは何か

Q値とは Fraction of Native Contacts、つまりNative Contactの割合のことです。

例えば、MD計算の初期状態をreference構造としたとき、トラジェクトリー中の構造が、どれだけref構造のNative Contactを保持しているか計算します。

Q値はいくつか計算方法があるようです。

１．Hard Cut

２．Soft Cut

３．Radius Cut

いずれにしてもQ値は0~1の値をとり、reference構造に近いほど１に近い値をとります。

MDTrajを使った算出方法

トラジェクトリーの解析ライブラリであるMDTrajでは、Q値（Soft Cut）を算出してくれるサンプルスクリプトを公開しています。

気になる人は使ってみましょう。

Fraction of Native Contacts — MDTraj 1.9.3 documentation

参考情報

Native contacts determine protein folding mechanisms in atomistic simulations

4.2.2. Native contacts analysis — MDAnalysis.analysis.contacts — MDAnalysis 1.0.0 documentation

Fraction of Native Contacts — MDTraj 1.9.3 documentation

4.2.3. Distance analysis — MDAnalysis.analysis.distances — MDAnalysis 1.0.1 documentation

4.2.6.1.4. Distance Matrix calculation — MDAnalysis.analysis.ensemble.confdistmatrix — MDAnalysis 1.0.0 documentation

Distances and contacts — MDAnalysis User Guide documentation

Fraction of native contacts over a trajectory — MDAnalysis User Guide documentation

Fraction of native contacts over a trajectory — MDAnalysis User Guide documentation