접근 가능한 표면적

접근 가능한 표면적(, ASA) 또는 용매 접근 가능한 표면적(, SASA)은 용매에 접근 가능한 생체분자의 겉넓이이다. ASA 측정은 일반적으로 제곱 옹스트롬(분자생물학의 표준 측정 단위) 단위로 설명된다. ASA는 1971년 Lee & Richards에 의해 처음 기술되었으며 때때로 Lee-Richards 분자 표면()이라고도 불린다. ASA는 일반적으로 1973년 Shrake & Rupley가 개발한 '회전하는 공' 알고리즘을 사용하여 계산된다. 이 알고리즘은 특정 반지름의 구(용매)를 사용하여 분자의 표면을 '탐색'한다.

 ASA 계산 방법 
 Shrake–Rupley 알고리즘 
Shrake–Rupley 알고리즘은 분자의 각 원자로부터 등거리에 있는 점들의 메쉬를 그리고, 이 점들 중 용매에 접근 가능한 점들의 수를 사용하여 표면적을 결정하는 수치적 방법이다. 점들은 반데르발스 반지름을 넘어선 물 분자의 추정 반지름에 그려지며, 이는 표면을 따라 '공을 굴리는 것'과 효과적으로 유사하다. 모든 점들은 이웃 원자의 표면과 비교하여 매몰되었는지 또는 접근 가능한지 결정된다. 접근 가능한 점들의 수에 각 점이 나타내는 표면적의 부분을 곱하여 ASA를 계산한다. '프로브 반지름'의 선택은 관찰된 표면적에 영향을 미치는데, 더 작은 프로브 반지름을 사용하면 더 많은 표면 세부 사항을 감지하여 더 큰 표면을 보고하기 때문이다. 일반적인 값은 1.4Å이며, 이는 물 분자의 반지름에 가깝다. 결과에 영향을 미치는 또 다른 요소는 연구 중인 분자 내 원자들의 반데르발스 반지름 정의이다. 예를 들어, 분자에는 종종 구조에 암시된 수소 원자가 없을 수 있다. 수소 원자는 '그룹 반지름'이라는 측정값으로 '무거운' 원자들의 원자 반지름에 암시적으로 포함될 수 있다. 또한, 각 원자의 반데르발스 표면에 생성되는 점의 수는 이산화의 또 다른 측면을 결정하며, 더 많은 점은 증가된 수준의 세부 정보를 제공한다.

 LCPO 방법 
LCPO 방법은 ASA의 더 빠른 분석적 계산을 위해 이체 문제의 선형 근사를 사용한다. LCPO에 사용된 근사는 1-3 Å² 범위의 오차를 발생시킨다.

 파워 다이어그램 방법 
최근에는 파워 다이어그램을 사용하여 ASA를 빠르고 분석적으로 계산하는 방법이 제시되었다.

 응용 
접근 가능 표면적은 소수성 효과로 인해 생체분자를 수용성 용매에서 지질 환경과 같은 비극성 용매로 이동시키는 데 필요한 자유 에너지를 계산할 때 자주 사용된다. LCPO 방법은 분자 역학 소프트웨어 패키지 AMBER에서 묵시적 용매 효과를 계산할 때도 사용된다.

최근에는 (예측된) 접근 가능 표면적이 단백질 2차 구조 예측을 개선하는 데 사용될 수 있다고 제안되었다.

 용매 배제 표면과의 관계 
ASA는 용매 배제 표면(Connolly의 분자 표면적 또는 단순히 Connolly 표면이라고도 함)의 개념과 밀접하게 관련되어 있으며, 이는 벌크 용매 내부의 공동으로 상상된다. 이는 프레데릭 리처즈가 개발하고 마이클 코놀리가 1983년에 3차원적으로 구현한 팀 리치먼드가 1984년에 구현한 회전하는 공 알고리즘을 통해 실제로 계산된다. 코놀리는 이 방법을 완성하는 데 몇 년을 더 보냈다.

 같이 보기 
 묵시적 용매화
 반데르발스 표면
 VADAR 펩타이드 및 단백질 구조 분석 도구
 상대 접근 가능 표면적

 내용주 

 각주 

















 외부 링크 
 Network Science, Part 5: Solvent-Accessible Surfaces
 AREAIMOL  is a command line tool in the CCP4 Program Suite for calculating ASA.
 NACCESS solvent accessible area calculations.
 FreeSASA Open source command line tool, C library and Python module for calculating ASA.
 Surface Racer Oleg Tsodikov's Surface Racer program. Solvent accessible and molecular surface area and average curvature calculation. Free for academic use.
 ASA.py — a Python-based implementation of the Shrake-Rupley algorithm.
 Michel Sanner's Molecular Surface – the fastest program to calculate the excluded surface.
 pov4grasp render molecular surfaces.
 Molecular Surface Package — Michael Connolly's program.
 Volume Voxelator — A web-based tool to generate excluded surfaces.
 ASV freeware Analytical calculation of the volume and surface of the union of n spheres (Monte-Carlo calculation also provided).
 Vorlume Computing Surface Area and Volume of a Family of 3D Balls.
 GetArea Calculate solvent accessible surface area of proteins online.
 ProMS ProMS - Protein Molecular Surface Calculator

분류:단백질 구조
분류:계산화학
분류:분자 모델링