利用 REDCRAFT 从残余偶极耦合进行离散态动力学的结构计算与重构
数值分析
2021-03-22 v1 数值分析
摘要
通过核磁共振（NMR）波谱获取的残余偶极耦合（RDCs）可作为研究分子结构与动力学不可或缺的信息来源。本文提出一种从 RDC 数据进行结构计算与离散态动力学重构的完整策略。我们的方法利用先前提出的 REDCRAFT 软件包及其动态剖面分析，来完成从 RDC 数据出发的碎片化结构测定与动力学起始识别任务。碎片化结构测定被用于展示多个动力学模型的静态与动态结构域的成功结构计算。我们提供了一种为动态区域生成构象系综的机制，该系综描述了蛋白质内静态与动态结构域之间任何观测到的序张量差异。此外，所提方法能够近似每个构象态的相对占据率。所开发的方法已在来自 83 残基 {\alpha} 蛋白（PDBID 1A1Z）和 213 残基 {\alpha}/\b{eta} 蛋白 DGCR8（PDBID 2YT4）的含 1Hz 误差的模拟 RDC 数据上评估。利用 1A1Z，模拟了弧型和复杂二、三离散态动力学的多种模型。MD 模拟用于生成 DGCR8 的 2 态动力学。在这两种情况下，我们的方法均将蛋白质结构（包括构象系综）重现至小于 2{\AA} 的精度。基于我们的研究，旋转超过 30{\deg} 的弧运动被识别为内部动力学，并以足够精度重构。此外，相对占据率高于 20% 的态被稳定识别并成功重构。幅度为 15{\deg} 的弧运动或相对占据率低于 10% 的态则始终无法被识别为动态区域。
引用
@article{arxiv.2103.10460,
title = {Structure Calculation and Reconstruction of Discrete State Dynamics from Residual Dipolar Couplings using REDCRAFT},
author = {Casey A. Cole and Rishi Mukhapadhyay and Hanin Omar and Mirko Hennig and Homayoun Valafar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.10460},
year = {2021}
}