FoldXは、経験的力場を用いるタンパク質設計アルゴリズムです。点突然変異のエネルギー的影響や、タンパク質複合体(タンパク質-DNA複合体を含む)の相互作用エネルギーを算出できます。FoldXは、確率ベースの回転異性体ライブラリを用いてタンパク質およびDNAの側鎖に突然変異を導入し、同時に周囲の側鎖の代替コンフォメーションを探索します。
エネルギー関数には、タンパク質の安定性にとって重要であることがわかっている項が含まれており、標的タンパク質のアンフォールディングエネルギー(ΔG)は次の式を用いて計算されます。
ここで、∆G vdwは、溶媒との同じ相互作用に関するすべての原子のファンデルワールス寄与の合計です。∆G solvHと ∆G solvP は、それぞれ非極性基と極性基の、展開状態から折り畳み状態への変化に伴う溶媒和エネルギーの差です。∆Ghbond は、分子内水素結合の形成と分子間水素結合の形成 (溶媒あり) の間の自由エネルギー差です。∆G wbは、非明示的な溶媒近似では考慮できない、タンパク質に複数の水素結合(水架橋) を形成する水分子によって提供される追加の安定化自由エネルギーです。∆G elは、ヘリックス双極子を含む荷電基の静電寄与です。∆S mcは、折り畳み状態でバックボーンを固定するためのエントロピーコストです。この項は、特定のアミノ酸が特定の二面角をとるという固有の傾向に依存します。 ∆S scは、側鎖を特定のコンフォメーションに固定するためのエントロピーコストです。各原子タイプに割り当てられた ∆G vdw、∆G solvH、∆G solvPおよび ∆G hbondのエネルギー値は、一連の実験データから導出されており、∆S mcおよび ∆S scは理論的推定値から取得されています。ファンデルワールス寄与は、蒸気から水へのエネルギー移動から導出されていますが、タンパク質では、溶媒からタンパク質への移動です。
FoldXは、タンパク質間相互作用またはタンパク質-DNA相互作用について、相互作用のΔΔGを計算します 。
∆G kon は、kに対する静電相互作用の影響を反映しています。∆S scは、複合体形成時の並進および回転エントロピーの損失です。
FoldXのネイティブ版はコマンドラインから実行します。YASARA分子グラフィックスプログラム用のFoldXプラグインが開発され、グラフィカル環境内で様々なFoldXツールにアクセスできるようになりました。例えば、FoldXを用いたin silico変異や相同性モデリングの結果を画面上で直接分析できます。
バージョン5.0では、これまで認識されていなかった分子をJSON形式でパラメータ化する機能がソフトウェアに追加されました。