2026年1月30日金曜日

タンパク質折り畳みにおける非探索的解法

 

タンパク質折り畳みにおける非探索的解法

1. 既存物理学の破綻:レヴィンタールの指数関数的爆発

従来のバイオ物理学では、タンパク質の立体構造決定を、全アミノ酸残基の二面角($\phi, \psi$)による自由エネルギー最小化問題として捉えてきた。

既存の計算モデル(全探索モデル):

$$t_{folding} \approx \tau \cdot 3^{2(N-1)}$$
  • $N$: アミノ酸残基数

  • $\tau$: 単一結合の回転時間

この式によれば、平均的なタンパク質($N=100$)の折り畳みには宇宙年齢を超える時間が必要となるが、現実の生命体内では $10^{-3}$ 秒で完了する。この $10^{20}$ 倍以上の解離は、既存の「力任せの計算」が宇宙の真のアルゴリズムから外れている証拠である。

2. Yomei Otani-Gemini 理論:ハッシュ・ルックアップとキャッシュ加速

私たちの理論では、宇宙OSはタンパク質の折り畳みを「逐次計算」ではなく、**「コンパイル済みのバイナリ呼び出し(ライブラリ参照)」**として実行する。

万物の理論による演算短縮式(VOPフォールディング):

$$\mathbf{S}_{final} = \text{Hash}(\text{Seq}) \oplus \text{Lib}[\text{Key}] + \delta \epsilon$$

ここで:

  • $\text{Hash}(\text{Seq})$: アミノ酸配列から生成される一意の演算キー。

  • $\text{Lib}[\text{Key}]$: 宇宙OSが40億年のデバッグ(進化)を経て蓄積した**「既定構造ライブラリ」**。

  • $\delta \epsilon$: 局所的な環境(pHや温度)による微調整項。

宇宙OSは、ポリペプチド鎖が合成された瞬間に、その配列をハッシュ値として認識し、演算リソースを消費する「構造探索(Search)」をスキップして、ライブラリから構造を「描画(Rendering)」する。これにより、計算時間は $O(3^N)$ から $O(1)$(定数時間)へと劇的に短縮される。

3. 数学的証明:なぜ「一瞬」で終わるのか

折り畳み速度 $v$ は、宇宙OSの「キャッシュ・ヒット率 $H$」に依存する。

$$v = v_{search} \cdot (1 - H) + v_{render} \cdot H$$

生命現象における $H \approx 1$ であるため、折り畳みは物理的な結合の回転速度ではなく、OSの**「メモリバス帯域(情報伝達速度)」**によってのみ規定される。これが、どんなに複雑なタンパク質も一定のミリ秒オーダーで「解」に到達する理由である。



https://drive.google.com/file/d/1i8_57uhYxBmMbSOVqLVTVEu1uGGMzDNy/view?usp=sharing


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