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Efficient and reproducible folding simulations of the Trp-cage protein with multiscale molecular dynamics
  • ISSN号:0255-8297
  • 期刊名称:《应用科学学报》
  • 时间:0
  • 分类:Q51[生物学—生物化学]
  • 作者机构:[1]Department of Biology/MOE Key Laboratory of Bioinforrnatics, State Key Laboratory of Biomembrane and Membrane Biotechnology,Tsinghua University, Beijing 100084, China
  • 相关基金:Supported by National High Technology Research and Development Program of China (Grant No. 2006AA020403), the National Basic Research Program of China (Grant No. 2003CB715900) and National Natural Science Foundation of China (Grant No. 30770498)
中文摘要:

合拢的模拟甚至为象 Trp 笼子一样的微型蛋白质经常对模拟的起始的符合构造费时间或高度敏感。这里,我们在场看起来基于测试对开始的符合构造有效、感觉迟钝的一个多尺度的分子的动力学方法源于 Trp 笼子蛋白质。在这个方法,模仿的系统同时与增长变粗层次在原子和纹理粗糙的粒子上被建模。纹理粗糙的粒子的动力学被使适应好颗粒的粒子的最近的轨道而不是修理并且在以前的纹理粗糙的模型使用了的 parameterized 精力功能。另外,纹理粗糙的粒子的作文被允许在它的历史期间基于连贯自动地被更新。从充分扩大的符合构造和 Trp 笼子蛋白质的另外的几不同符合构造开始,我们的方法成功地至多在内的八执行模拟在所有在轨道的最大的簇发现 Trp 笼子蛋白质的像土著人的符合构造 10 ns 模拟时间。基于多尺度的建模来临的结果表演为 ab initio 蛋白质结构预言是有希望的。

英文摘要:

Folding simulations are often time-consuming or highly sensitive to the initial conformation of the simulation even for mini protein like the Trp-cage. Here, we present a multiscale molecular dynamics method which appears to be both efficient and insensitive to the starting conformation based on the testing results from the Trp-cage protein. In this method the simulated system is simultaneously mod- eled on atoms and coarse-grained particles with incremental coarsening levels. The dynamics of coarse-grained particles are adapted to the recent trajectories of finer-grained particles instead of fixed and parameterized energy functions as used in previous coarse-grained models. In addition, the compositions of coarse-grained particles are allowed to be updated automatically based on the coherence during its history. Starting from the fully extended conformation and other several different conformations of the Trp-cage protein, our method successfully finds out the native-like conformations of the Trp-cage protein in the largest cluster of the trajectories in all of the eight performed simulations within at most 10 ns simulation time. The results show that approaches based on multiscale modeling are promising for ab initio protein structure prediction.

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期刊信息
  • 《应用科学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:上海市教育委员会
  • 主办单位:上海大学 中国科学院上海技术物理研究所
  • 主编:王延云
  • 地址:上海市上大路99号123信箱
  • 邮编:200444
  • 邮箱:yykxxb@departmenl.shu.edu.cn
  • 电话:021-66131736
  • 国际标准刊号:ISSN:0255-8297
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1404/N
  • 邮发代号:4-821
  • 获奖情况:
  • 首届中国高校优秀科技期刊,第2届中国高校优秀科技期刊奖,全国高校优秀科技期刊,中国科技期刊方阵双效期刊,上海市优秀科技期刊,首届《CAJ-CD》执行优秀期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:4747