JP2007536664A - コンピュータ読み出し可能媒体、システム及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図3は、球体集合の完全な3次元ユークリッドボロノイダイヤグラムを計算するためのエッジ追跡アルゴリズムの一実施の形態を示すフローチャートである。このような球体集合に対するユークリッドボロノイダイヤグラムはEVD(S)と呼ばれる。エッジ追跡アルゴリズムの説明をより明瞭にするために、下記の各用語が採用される。
エッジスタックが空けば、全てのエッジが計算されることによってEVD(S)が完成される。それぞれのボロノイ領域の面は、有理2次ベジエ曲線であるエッジで囲まれた双曲面で再構成できる。ただし、各面は必ずしも計算される必要がない。
前記のように、図4Fは中間イベントサブルーチン(470)のフローチャートである。中間イベントは図10Cを参照して示される。図10Cに示すように、中間イベント間に各バーテックスV1及びV2が会う。従って、中間イベントが起こる時、各バーテックスV1及びV2は単一なバーテックスに重なり、面f1は無くなる。イベント時点に、エッジe1’、e1”、e2’、e2”は単一な点に集まる。イベント後、2つのエッジe1’及びe1”は単一なエッジe1に進化し、2つのエッジe2’及びe2”は単一なエッジe2に進化する。従って、2つのオンフェースは単一なオンフェースに重なる。
図5は15個の均一の球体を有する球体の集合に対するEVD(S)の計算から得られる一つの結果を示すダイヤグラムである。図5のEVD(S)は図3のエッジ追跡アルゴリズムや図4A〜4Gの領域拡張アルゴリズムのうちのいずれか一つを用いて計算できる。
例示的な実施の形態について述べてきたが、本開示に対して様々な修正、改造及び変更がなされ得るという点は当業者に自明である。例えば、VD(S)が詳細に計算されたが、数学的に定義可能な3次元客体であるいかなる「X」に対してもVD(X)が計算できるという点が認識される。例えば、Xはシリンダ、スピアロシリンダ又は他のコンベックス3次元構造を含むことができる。代案的に、Xはまた、コルクネジパターン、3次元星状などのような非コンベックス3次元構造を含むことができる。従って、このような全ての修正、改造及び変更は、本開示の範囲内にあると理解される。
Claims (53)
- 3次元客体の集合にアクセスし、前記アクセスしたそれぞれの3次元客体を数学的に定義するコンピュータ読み出し可能コードと、
それぞれの3次元客体と連関するボロノイ領域を数学的に計算するコンピュータ読み出し可能コードと、
を備えることを特徴とするコンピュータ読み出し可能媒体。 - 球体の集合を照会するコンピュータ読み出し可能コードをさらに備えることを特徴とする請求項1に記載のコンピュータ読み出し可能媒体。
- それぞれの球体は中心及び半径により定義されることを特徴とする請求項1に記載のコンピュータ読み出し可能媒体。
- 最初のバーテックスを見出し、前記最初のバーテックスは前記照会された球体の集合からの球体と連関するコンピュータ読み出し可能コードと、
前記最初のバーテックスより発散するエッジを生成し、前記エッジは数学的に定義されるコンピュータ読み出し可能コードと、
前記生成されたエッジから空白正接球体を計算して、前記生成されたエッジの末端バーテックスを定義するコンピュータ読み出し可能コードと、
をさらに備えることを特徴とする請求項2に記載のコンピュータ読み出し可能媒体。 - 円錐曲線により定義されるエッジを生成するコンピュータ読み出し可能コードをさらに備えることを特徴とする請求項4に記載のコンピュータ読み出し可能媒体。
- 球体の集合を照会する手段を備えることを特徴とする請求項1に記載のコンピュータ読み出し可能媒体。
- 最初のバーテックスを見出し、前記最初のバーテックスは前記照会された球体の集合からの球体と連関する手段と、
前記最初のバーテックスより発散するエッジを生成し、前記エッジは数学的に定義される手段と、
前記生成されたエッジから空白正接球体を計算して、前記生成されたエッジの末端バーテックス定義する手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項2に記載のコンピュータ読み出し可能媒体。 - 3次元客体の集合にアクセスするように構成され、前記アクセスされた集合のそれぞれの3次元客体は数学的に定義されるロジックと、
それぞれの3次元客体と連関するボロノイ領域を数学的に計算するように構成されるロジックと、
を備えることを特徴とするシステム。 - 球体の集合を照会するように構成されるロジックを備えることを特徴とする請求項8に記載のシステム。
- 最初のバーテックスを見出し、前記最初のバーテックスは前記照会された球体の集合からの球体と連関するロジックと、
前記最初のバーテックスより発散するエッジを生成するように構成され、前記エッジは円錐曲線により数学的に定義されるロジックと、
前記生成されたエッジから空白正接球体を計算して、前記生成されたエッジの末端バーテックスを定義するように構成されるロジックと、
をさらに備えることを特徴とする請求項9に記載のシステム。 - 前記3次元客体の集合はコンベックス客体を備えることを特徴とする請求項8に記載のシステム。
- 前記コンベックス客体は球体を備えることを特徴とする請求項11に記載のシステム。
- 前記コンベックス客体は非球形(non-spherical)客体を備えることを特徴とする請求項11に記載のシステム。
- 前記非球形客体はスピアロシリンダ(sphero-cylinder)を備えることを特徴とする請求項13に記載のシステム。
- 前記非球形客体はシリンダ(cylinder)を備えることを特徴とする請求項13に記載のシステム。
- 前記非球形客体は楕円体(ellipsoid)を備えることを特徴とする請求項13に記載のシステム。
- 前記3次元客体の集合は比コンベックス客体を備えることを特徴とする請求項8に記載のシステム。
- 3次元客体の集合にアクセスし、前記アクセスされた集合のそれぞれの3次元客体は数学的に定義される段階と、
それぞれの3次元客体と連関するボロノイ領域を数学的に計算する段階と、
を備えることを特徴とする方法。 - 前記3次元客体の集合にアクセスする段階は、球体の集合を照会する段階を備えることを特徴とする請求項18に記載の方法。
- 前記それぞれの3次元客体と連関するボロノイ領域を数学的に計算する段階は、
最初のバーテックスを見出し、前記最初のバーテックスは前記照会された球体の集合からの球体と連関する段階と、
前記最初のバーテックスより発散するエッジを生成し、前記エッジは数学的に定義される段階と、
前記生成されたエッジから空白正接球体を計算して、前記生成されたエッジの末端バーテックス定義する段階と、
を備えることを特徴とする請求項19に記載の方法。 - 前記最初のバーテックスを見出す段階は、
伝えられた位置に4つの点を位置させ、前記4つの点は4面体を定義し、前記4面体は前記球体に内接する段階と、
前記4つの点を入力する段階と、
を備えることを特徴とする請求項20に記載の方法。 - 前記エッジを生成する段階は、円錐曲線により定義されるエッジを生成する段階を備えることを特徴とする請求項20に記載の方法。
- 前記それぞれの3次元客体と連関するボロノイ領域を数学的に計算する段階は、
最初のバーテックスを見出し、前記最初のバーテックスは前記照会された球体の集合からの球体と連関する段階と、
前記最初のバーテックス辞典(dictionary)に格納する段階と、
前記最初のバーテックスより発散するエッジを生成し、それぞれのエッジは円錐曲線により数学的に定義され、前記円錐曲線は有理2次ベジエ方程式により定義可能な段階と、
生成されたエッジから空白正接球体を計算して、前記生成されたエッジの末端バーテックスを定義する段階と、
前記定義された末端バーテックスが前記辞典に存在するかどうかを決定する段階と、
を備えることを特徴とする請求項19に記載の方法。 - 前記それぞれの3次元客体と連関するボロノイ領域を数学的に計算する段階は、
前記定義された末端バーテックスが前記辞典に存在するものと決定することに応答して、前記辞典の前記末端バーテックスを用いて前記エッジを完成する段階と、
をさらに備えることを特徴とする請求項23に記載の方法。 - 前記それぞれの3次元客体と連関するボロノイ領域を数学的に計算する段階は、
前記定義された末端バーテックスが前記辞典に存在しないものと決定することに応答して、
前記定義された末端バーテックスが前記辞典に格納する段階と、
前記定義された末端バーテックスより発散するエッジを生成する段階と、
前記生成されたエッジを前記エッジスタックにプッシュする段階と、
をさらに備えることを特徴とする請求項23に記載の方法。 - タンパク質構造を特徴化する方法であって、
タンパク質の高分子構造(macromolecular structure)を有するデータベースにアクセスし、前記高分子構造は球体の集合で表現される段階と、
前記データベースから前記タンパク質の高分子構造を照会する段階と、
前記球体の集合からユークリッドボロノイダイヤグラムを数学的に計算する段階と、
を備えることを特徴とする方法。 - 前記数学的に計算されたユークリッドボロノイダイヤグラムを用いて前記タンパク質の高分子構造の幾何情報(geometry)を決定する段階をさらに備えることを特徴とする請求項26に記載の方法。
- 前記数学的に計算されたユークリッドボロノイダイヤグラムを用いて前記タンパク質のホールディングメカニズム(folding mechanism)を決定する段階と、
をさらに備えることを特徴とする請求項26に記載の方法。 - 前記タンパク質と連関するタンパク質相互間(inter-protein)インターフェースを決定する段階と、
をさらに備えることを特徴とする請求項26に記載の方法。 - 前記タンパク質と連関する分子量(molecular weight)を決定し、前記分子量は前記数学的に計算されたユークリッドボロノイダイヤグラムから決定される段階と、
をさらに備えることを特徴とする請求項26に記載の方法。 - 前記タンパク質と連関する重心を決定し、前記重心は前記数学的に計算されたユークリッドボロノイダイヤグラムから決定される段階と、
をさらに備えることを特徴とする請求項26に記載の方法。 - 前記タンパク質と連関する密度を決定し、前記密度は前記数学的に計算されたユークリッドボロノイダイヤグラムから決定される段階と、
をさらに備えることを特徴とする請求項26に記載の方法。 - タンパク質構造を特徴化するシステムであって、
タンパク質の高分子構造(macromolecular structure)を有するデータベースにアクセスし、前記高分子構造は球体の集合で表現される手段と、
前記データベースから前記タンパク質の高分子構造を照会する手段と、
前記球体の集合からユークリッドボロノイダイヤグラムを数学的に計算する手段と、
を備えることを特徴とするシステム。 - タンパク質構造を特徴化するシステムであって、前記システムはコンピュータ読み出し可能媒体に格納され、
タンパク質の高分子構造(macromolecular structure)を有するデータベースにアクセスするように構成され、前記高分子構造は球体の集合で表現されるロジックと、
前記データベースから前記タンパク質の高分子構造を照会するように構成されるロジックと、
前記球体の集合からユークリッドボロノイダイヤグラムを数学的に計算するように構成されるロジックと、
を備えることを特徴とするシステム。 - タンパク質構造を特徴化する装置であって、
タンパク質の高分子構造(macromolecular structure)を有するデータベースにアクセスし、前記高分子構造は球体の集合で表現され、
前記データベースから前記タンパク質の高分子構造を照会し、
前記球体の集合からユークリッドボロノイダイヤグラムを数学的に計算するように構成されることを特徴とする装置。 - 結晶構造を分析する方法であって、
結晶の核形成点を含むテセレーション(tesselation)を受信する段階と、
前記受信されたテセレーションより球体のユークリッドボロノイダイヤグラムを数学的に計算する段階と、
を備えることを特徴とする方法。 - 前記数学的に計算された球体のユークリッドボロノイダイヤグラムから結晶成長パターンを決定する段階をさらに備えることを特徴とする請求項36に記載の方法。
- 前記ユークリッドボロノイダイヤグラムを数学的に計算する段階は、エッジ追跡アルゴリズムを採用して前記球体のユークリッドボロノイダイヤグラムを計算する段階とを備えることを特徴とする請求項36に記載の方法。
- 前記ユークリッドボロノイダイヤグラムを数学的に計算する段階は、領域拡張アルゴリズムを採用して前記球体のユークリッドボロノイダイヤグラムを計算する段階を備えることを特徴とする請求項36に記載の方法。
- 結晶成長を分析するシステムであって、
結晶の核形成点を含むテセレーションを受信する手段と、
前記受信されたテセレーションから球体のユークリッドボロノイダイヤグラムを数学的に計算する手段と、
を備えることを特徴とするシステム。 - 結晶成長を分析するシステムであって、前記システムはコンピュータ読み出し可能媒体に格納され、
結晶の核形成点を含むテセレーションを受信するように構成されるロジックと、
前記受信されたテセレーションから球体のユークリッドボロノイダイヤグラムを数学的に計算するように構成されるロジックと、
を備えることを特徴とするシステム。 - 結晶成長を分析する装置であって、
結晶の核形成点を含むテセレーションを受信し、
前記受信されたテセレーションから球体のユークリッドボロノイダイヤグラムを数学的に計算するように構成されることを特徴とする装置。 - 固体間の表面相互作用を予測する方法であって、
球体の第1集合を有するデータベースにアクセスし、前記球体の第1集合はタンパク質を示す段階と、
前記タンパク質に対してユークリッドボロノイダイヤグラムを数学的に計算する段階と、
前記タンパク質に対して前記数学的に計算されたユークリッドボロノイダイヤグラムを用いる第1インターフェースを計算する段階と、
球体の第2集合にアクセスし、前記球体の第2集合はリガンドを示す段階と、
前記リガンドに対してユークリッドボロノイダイヤグラムを数学的に計算する段階と、
前記リガンドに対して前記数学的に計算されたユークリッドボロノイダイヤグラムを用いる第2インターフェースを計算する段階と、
前記第1インターフェースと前記第2インターフェースが相補的(complementary)であるかどうかを決定する段階と、
を備えることを特徴とする方法。 - 前記第1インターフェースと前記第2インターフェースからタンパク質−リガンドインターフェースを決定する段階をさらに備えることを特徴とする請求項43に記載の方法。
- 前記数学的に計算されたユークリッドボロノイダイヤグラムを用いる前記タンパク質の表面位相情報(topology)を決定する段階と、
前記数学的に計算されたユークリッドボロノイダイヤグラムを用いる前記リガンドの表面位相情報を決定する段階と、
をさらに備えることを特徴とする請求項43に記載の方法。 - 前記決定された表面をレンダリング(rendering)する段階と、
前記レンダリングされた表面をディスプレイ(display)する段階と、
をさらに備えることを特徴とする請求項45に記載の方法。 - 前記決定された表面をブレンディング(blending)する段階と、
前記ブレンディングされた表面をディスプレイする段階と、
をさらに備えることを特徴とする請求項45に記載の方法。 - 前記決定された表面をメッシング(meshing)する段階と、
前記メッシングされた表面をディスプレイする段階と、
をさらに備えることを特徴とする請求項45に記載の方法。 - 固体間の表面相互作用を予測する方法であって、
球体の集合を有するデータベースにアクセスし、前記球体の集合はタンパク質を示す段階と、
前記球体の集合に対してユークリッドボロノイダイヤグラムを数学的に計算する段階と、
前記球体の集合の前記数学的に計算されたユークリッドボロノイダイヤグラムを用いるインターフェースを計算する段階と、
を備えることを特徴とする方法。 - 前記数学的に計算されたユークリッドボロノイダイヤグラムを用いる前記タンパク質のポケット(pocket)を決定する段階と、
前記決定されたポケットとインターフェースを構成するようになる相補的構造を予測する段階と、
をさらに備えることを特徴とする請求項49に記載の方法。 - 固体間の表面相互作用を予測するシステムであって、
球体の集合を有するデータベースにアクセスし、前記球体の集合はタンパク質を示す手段と、
前記球体の集合に対してユークリッドボロノイダイヤグラムを数学的に計算する手段と、
前記球体の集合の前記数学的に計算されたユークリッドボロノイダイヤグラムを用いるインターフェースを計算する手段と、
を備えることを特徴とするシステム。 - 固体間の表面相互作用を予測するシステムであって、前記システムはコンピュータ読み出し可能媒体に格納され、
球体の集合を有するデータベースにアクセスするように構成され、前記球体の集合はタンパク質を示すロジックと、
前記球体の集合に対してユークリッドボロノイダイヤグラムを数学的に計算するように構成されるロジックと、
前記球体の集合の前記数学的に計算されたユークリッドボロノイダイヤグラムを用いるインターフェースを計算するように構成されるロジックと、
を備えることを特徴とするシステム。 - 固体の間の表面相互作用を予測する装置であって、
球体の集合を有するデータベースにアクセスし、前記球体の集合はタンパク質を示し、
前記球体の集合に対してユークリッドボロノイダイヤグラムを数学的に計算し、
前記球体の集合の前記数学的に計算されたユークリッドボロノイダイヤグラムを用いるインターフェースを計算するように構成されることを特徴とする装置。
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