タンパク質の機能は、それが天然アンサンブル内で取りうる立体配座状態と密接に結びついている。そのため、単一の静的構造からアンサンブルを生成することは、研究領域として大きな注目を集めている。本アプリケーションノートでは、タンパク質フォールディングの構造ベースWako-Saito-Munoz-Eaton（WSME）統計力学モデルの出力から、現実的な構造アンサンブルを迅速に生成するためのパイプラインであるHashiを提案する。
この手法は、ブロックWSMEモデル出力（各ミクロ状態について、統計的重みが物理的に根拠づけられたエネルギー・エントロピー項から導かれ、さらに自由エネルギープロファイルが付与される、全残基の配座状態を千〜百万のミクロ状態にわたって記述する0と1の文字列）を、ATSASソフトウェア群に含まれるEOM（ensemble optimization method）のRANCHモジュールと統合することで、モデル枠組みにおける構造アンサンブルの3次元表示を可能にする。このアプローチは、30〜500残基の範囲の多様な単一鎖単量体系に適用でき、球状および反復タンパク質を含む。アンサンブルは、汎用計算機上で数秒から数分の範囲で生成でき、高性能計算クラスタを用いる必要はない。生成された構造アンサンブルは、特定のマクロ状態内、あるいは反応座標値の範囲にわたって自由エネルギーにもとづき順位付けすることもできる。WSMEモデルのミクロ状態に付与される統計的重みは、実験により再重み付けまたは校正できるため、このアンサンブルは、フォールディング機構だけでなく、機能や本来埋もれている結合ポケットの開放を規定する構造的な逸脱の理解にも役立つ。
https://doi.org/10.64898/2026.06.01.729173