[3Win5] Poster session 3

[3Win5-91] Basic study on application of heatmap regression to flexible fitting of protein AFM images

〇Ryota Maejima¹, Naoyuki Karasawa², Sakura Homma², Tsuyoshi Ishizone¹, Yasuhiro Matsunaga², Kazuyuki Nakamura¹ (1.Meiji University, 2.Saitama University)

Keywords:Atomic Force Microscopy, heatmap regression, Molecular Dynamics, flexible fitting

原子間力顕微鏡（AFM）は試料表面の形状を高い分解能で観測できるが，タンパク質の働きには構成する分子の立体構造が大きく関わるため，表面形状から正しく推定することが重要になる．そこで，顕微鏡画像から立体構造を推定する手法のflexible fittingに機械学習による heatmap regression を組み込み，精度を向上させることを提案する．提案手法ではアミノ酸残基が擬似AFM画像のどこに写っているかをheatmap regressionで予測し，得られたheatmapに適合するように分子動力学シミュレータ内のアミノ酸残基を動かす．この手法を天然変性タンパク質Atg13の擬似AFM画像に適用したところ，局所最適構造にトラップされることが減少した．このことは，heatmap regressionの活用により，対象としたタンパク質構造の知識をflexible fittingに導入できることを示唆している．