Katchalski-Katzir algorithm とは

Katchalski-Katzirアルゴリズムは、Ephraim Katchalski-Katzir、Isaac SharivおよびMiriam Eisensteinによって開発された剛性分子のドッキングアルゴリズムです。
1990年、イスラエル国の元大統領エフライム・カッチャルスキー・カッツィル教授は、Weizmann Institute of Scienceの物理学者、化学者、生物学者のグループを集め、分子間認識について議論しました。これらの議論の成果の1つは、当時の物理学博士のIsaac Shariv博士が提案したKatchalski-Katzir Algorithmでした。このアルゴリズムは、Structural Chemistry部門のMiriam Eisenstein博士によるコンピュータープログラムMolFitで実装されました。
これは純粋に幾何学的なアルゴリズムですが、その一部の拡張も静電を実装します。
アルゴリズムの最初のステップは、分子を格子にマッピングすることであり、格子の各点は、
 分子の内部の分子の外側の分子
アルゴリズムは表面接触を増加させ、体積の重なりを最小にする。単一のアラインメントについてこのようなスコアを計算するのは簡単ですが、単純に分子全体を反復するように分子をアラインメントする方法は多すぎます。
多くのアラインメントのスコアを効率的に計算するために、両方のグリッドに高速フーリエ変換(FFT)が適用されます。グリッドをFFT形式にすると、多くの異なるアライメントのスコアリングを非常に迅速に計算できます。
Katchalski-Katzirアルゴリズムは高速ですが、むしろ限定されたアルゴリズムです。明らかに間違った候補構造をすばやく除外するために使用されます。構造は良好なKatchalski-Katzirスコアを有する(すなわち、幾何学的によくフィットする)が、例えば、好ましくない静電相互作用または互いに向かい合う疎水性および親水性のグループのために、全体として非常に悪い適合であり得る。このような構造は後でフィルタリングすることができるため、これは深刻な問題ではありません。より大きな問題は、アルゴリズムによって好ましい構造が拒絶された場合である。これが起こることがあり、場合によっては、悪い幾何学的に非常に強い引力によって克服されているフィット、またはどこターゲットの形状が変化するため、相互作用(誘導適合)のが含まれます。
Katchalski-Katzirアルゴリズムを実装するプログラムには、MolFitとFTDockがあります。