• Sab. Giu 14th, 2025

Atlantis is real: Official discovery of Atlantis, language and migrations

Atlantis is the Sardo Corso Graben Horst underwater continental block submerged by the Meltwater Pulses and destroyed by a subduction zone, Capital is Sulcis

Studio del ripiegamento molecolare delle proteine, by Luigi Usai

Ripiegamento delle proteineRipiegamento delle proteine
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\title{Formalizzazione Matematica e Percorso di Studio Concettuale}
\author{Luigi Usai}
\date{\today}

\begin{document}

\maketitle

\section{Introduzione}

L’obiettivo è predire la struttura tridimensionale \mathbf{R}^* \in \mathbb{R}^{3N} (dove N è il numero di atomi) di una proteina, data la sua sequenza amminoacidica S = (a_1, a_2, ..., a_L), tale che l’energia libera del sistema G(\mathbf{R}, S) sia minima:

(1)   \begin{equation*} \mathbf{R}^* = \arg\min_{\mathbf{R}} G(\mathbf{R}, S) \end{equation*}

L’energia libera G è spesso approssimata dalla funzione di energia potenziale E(\mathbf{R}) in vuoto o con solvente implicito.

\section{Rappresentazione Matematica della Proteina}

Ogni atomo k della proteina (composta da N atomi) è un punto nello spazio Euclideo \mathbb{R}^3. La sua posizione è un vettore \mathbf{r}_k = (x_k, y_k, z_k), mentre la conformazione dell’intera proteina è un vettore \mathbf{R} = (\mathbf{r}_1, \mathbf{r}_2, ..., \mathbf{r}_N) \in \mathbb{R}^{3N}.

\subsection{Coordinate interne}

\begin{itemize}
\item \textbf{Lunghezze di legame (l)}: Distanza tra due atomi i, j covalentemente legati:

(2)   \begin{equation*} l_{ij} = ||\mathbf{r}_j - \mathbf{r}_i|| \end{equation*}

\item \textbf{Angoli di legame (\theta)}:

(3)   \begin{equation*} \cos(\theta_{ijk}) = \frac{(\mathbf{r}_i - \mathbf{r}_j) \cdot (\mathbf{r}_k - \mathbf{r}_j)}{||\mathbf{r}_i - \mathbf{r}_j|| \cdot ||\mathbf{r}_k - \mathbf{r}_j||} \end{equation*}

\item \textbf{Angoli diedri (\phi)}:

(4)   \begin{equation*} \cos(\phi) = \frac{\mathbf{n}_1 \cdot \mathbf{n}_2}{||\mathbf{n}_1|| \cdot ||\mathbf{n}_2||} \end{equation*}

\end{itemize}

\section{Funzioni di Energia Potenziale}

L’energia potenziale E(\mathbf{R}) è una funzione scalare dei 3N parametri di coordinate.

(5)   \begin{equation*} E_{\text{van der Waals}} = \sum_{i<j} \left( \frac{A_{ij}}{r_{ij}^{12}} - \frac{B_{ij}}{r_{ij}^6} \right) \end{equation*}

(6)   \begin{equation*} E_{\text{elettrostatica}} = \sum_{i<j} \frac{q_i q_j}{4\pi\epsilon_0\epsilon_r r_{ij}} \end{equation*}

\section{Minimizzazione dell’Energia}

L’obiettivo è trovare \mathbf{R}^* tale che \nabla E(\mathbf{R}^*) = \mathbf{0}.

(7)   \begin{equation*} \mathbf{R}^{(t+1)} = \mathbf{R}^{(t)} - \gamma \nabla E(\mathbf{R}^{(t)}) \end{equation*}

\section{Conclusione}

Questo documento descrive il percorso matematico per lo studio del ripiegamento proteico e l’ottimizzazione dell’energia molecolare.

\end{document}