分子动力学中的刚性碱基偏置实现DNA构象的增强采样
生物大分子
2022-08-23 v1 软凝聚态物质
统计力学
摘要
全原子模拟因准确且提供高空间与时间分辨率,已日益广泛地用于研究核酸的构象与动力学性质。然而,这种高分辨率带来了沉重的计算代价,且在模拟的时间尺度内,核酸仅围绕其理想结构微弱涨落,探索有限的构象集合。我们引入了RBB-NA算法,该算法能够在核酸全原子模拟中控制刚性碱基参数。借助合适的偏置势,该算法可“迫使”DNA或RNA分子取六个旋转参数(倾斜、滚动、扭转、弯曲、螺旋桨、开口)和/或六个平移参数(位移、滑移、上升、剪切、拉伸、交错)的特定值。该算法支持使用先进采样技术来探测局部强形变核酸的结构与动力学。我们通过展示DNA被强扭转、弯曲或局部屈曲的一些实例来说明其性能。在这些例子中,RBB-NA很好地复现了无约束模拟数据及DNA力学的其他已知特征,但也使人们能够探索表征高形变区核酸力学的不谐行为。
引用
@article{arxiv.2208.10286,
title = {Rigid Base Biasing in Molecular Dynamics enables enhanced sampling of DNA conformations},
author = {Aderik Voorspoels and Jocelyne Vreede and Enrico Carlon},
journal= {arXiv preprint arXiv:2208.10286},
year = {2022}
}
备注
12 pages, 6 figures