Peptide Bond Isomerization in High-Temperature Simulations

异构化 力场(虚构) 化学 肽键 分子动力学 微秒 化学物理 蛋白质折叠 计算化学 结晶学 有机化学 物理 催化作用 量子力学 生物化学 天文
作者
Chris Neale,Régis Pomès,Angel E. Garcı́a
出处
期刊:Journal of Chemical Theory and Computation [American Chemical Society]
卷期号:12 (4): 1989-1999 被引量:21
标识
DOI:10.1021/acs.jctc.5b01022
摘要

Force fields for molecular simulation are generally optimized to model macromolecules such as proteins at ambient temperature and pressure. Nevertheless, elevated temperatures are frequently used to enhance conformational sampling, either during system setup or as a component of an advanced sampling technique such as temperature replica exchange. Because macromolecular force fields are now put upon to simulate temperatures and time scales that greatly exceed their original design specifications, it is appropriate to re-evaluate whether these force fields are up to the task. Here, we quantify the rates of peptide bond isomerization in high-temperature simulations of three octameric peptides and a small fast-folding protein. We show that peptide octamers with and without proline residues undergo cis/trans isomerization every 1-5 ns at 800 K with three classical atomistic force fields (AMBER99SB-ILDN, CHARMM22/CMAP, and OPLS-AA/L). On the low microsecond time scale, these force fields permit isomerization of nonprolyl peptide bonds at temperatures ≥500 K, and the CHARMM22/CMAP force field permits isomerization of prolyl peptide bonds ≥400 K. Moreover, the OPLS-AA/L force field allows chiral inversion about the Cα atom at 800 K. Finally, we show that temperature replica exchange permits cis peptide bonds developed at 540 K to subsequently migrate back to the 300 K ensemble, where cis peptide bonds are present in 2 ± 1% of the population of Trp-cage TC5b, including up to 4% of its folded state. Further work is required to assess the accuracy of cis/trans isomerization in the current generation of protein force fields.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
shihuishui完成签到,获得积分10
刚刚
薯条完成签到,获得积分20
刚刚
HZ完成签到,获得积分20
刚刚
隐形曼青应助狂野元枫采纳,获得10
1秒前
zf完成签到,获得积分10
1秒前
galvin发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
唐多令完成签到,获得积分20
1秒前
HMethod发布了新的文献求助10
2秒前
理理完成签到,获得积分10
2秒前
郭志晟发布了新的文献求助10
2秒前
顾年完成签到,获得积分10
2秒前
乐观元彤发布了新的文献求助10
2秒前
天桂星发布了新的文献求助10
2秒前
hjcnfjd发布了新的文献求助10
3秒前
王王旺发布了新的文献求助50
3秒前
y1439938345完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
4秒前
江峰发布了新的文献求助10
5秒前
怡然斩发布了新的文献求助10
6秒前
HFBB发布了新的文献求助10
6秒前
CXC完成签到,获得积分10
6秒前
he完成签到,获得积分10
6秒前
小黄完成签到 ,获得积分10
7秒前
jackie able完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
gtpking发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
Jiabao发布了新的文献求助10
9秒前
孟一完成签到,获得积分10
9秒前
科研通AI6.4应助大阿申采纳,获得10
9秒前
YAN完成签到,获得积分10
9秒前
简单的鲜花完成签到,获得积分10
9秒前
张欢馨应助123采纳,获得10
9秒前
无花果应助牛乘风采纳,获得10
9秒前
诚心八宝粥完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
10秒前
SIREN应助迷路的希忘采纳,获得10
11秒前
高分求助中
Malcolm Fraser : a biography 700
Signals, Systems, and Signal Processing 610
天津市智库成果选编 600
Climate change and sports: Statistics report on climate change and sports 500
Forced degradation and stability indicating LC method for Letrozole: A stress testing guide 500
Organic Reactions Volume 118 400
A Foreign Missionary on the Long March: The Unpublished Memoirs of Arnolis Hayman of the China Inland Mission 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6460823
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8269470
关于积分的说明 17627903
捐赠科研通 5530898
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2906316
邀请新用户注册赠送积分活动 1883147
关于科研通互助平台的介绍 1728709