CHARMM36 all-atom additive protein force field: validation based on comparison to NMR data

doi:10.1002/jcc.23354

比较研究

.2013年9月30日；34(25):2135-45.

doi:10.1002/jcc.23354。 Epub 2013年7月6日。

CHARMM36全原子加性蛋白质力场：基于与核磁共振数据比较的验证

Jing Huang（黄晶）¹, Alexander D MacKerell小

附属公司

PMID： 23832629
预防性维修识别码：项目经理3800559
内政部： 10.1002/jcc.23354

比较研究

CHARMM36全原子加性蛋白质力场：基于与核磁共振数据比较的验证

Jing Huang（黄晶）等。计算机化学杂志. 2013.

.2013年9月30日；34(25):2135-45.

doi:10.1002/jcc.23354。 Epub 2013年7月6日。

作者

Jing Huang（黄晶）¹, 亚历山大·麦克雷尔

附属

¹美国马里兰州大学药学院药学系，地址：美国马里兰州巴尔的摩市巴尔的摩宾夕法尼亚街20号，邮编：21201。

PMID： 23832629
预防性维修识别码：项目经理3800559
内政部： 2002年10月10日/jcc.23354

摘要

蛋白质的结构和动力学可以通过核磁共振（NMR）实验和分子动力学（MD）模拟在原子水平上进行表征。在这里，我们量化了最近提出的CHARMM36（C36）力场（FF）使用MD模拟再现各种核磁共振观测结果的能力。所研究的核磁共振性质包括氢键上的主链标量耦合、剩余偶极耦合（RDC）和弛豫顺序参数，以及侧链氨基和甲基的标量耦合，RDC和顺序参数。与CHARMM22/CMAP FF相比，C36 FF与实验数据的相关性更好，建议在蛋白质模拟中使用C36。虽然两种CHARMM FFs都包含相同的非键参数，但我们的结果表明，通过CMAP和χ1和χ2二面体参数，与肽骨架相关的内部参数的变化如何导致对分析的非键相互作用的处理得到改进。这突出了在用分子力学FF模拟非键相互作用时正确处理内部共价组分的重要性。

关键词：G蛋白B1；J型联轴器；钙调素；冷休克蛋白A；经验力场；脂肪酸结合蛋白；溶菌酶；分子力学；剩余偶极耦合；泛素。

PubMed免责声明

数字

图1
实验与计算的比较^小时3J型_数控泛素（A）和GB1（B）中的偶联，以及^小时3J型_数控泛素（C）和GB1（D）中每个氢键的偶联。绿色的方形和红色的圆圈分别表示C22/CMAP和C36 FF的结果。计算的不确定性^小时3J型_数控通过块平均分析估算了绘制为A和B中误差线的耦合。

图2
赖氨酸^三J型_CγNζ泛素中的偶联。A：实验与计算的相关性^三J型_CγNζ具有佩雷斯卡普鲁斯系数的联轴器（A=1.29 Hz，B=−0.49 Hz，C=0.37 Hz）；B：实验与计算的相关性^三J型_CγNζ具有修正Karplus系数的联轴器（A=1.29 Hz，B=−0.49 Hz，C=0.63 Hz）；C： χ的直方图₄MD群中单个赖氨酸侧链的分布。绿色方形和红色圆圈分别表示C22/CMAP和C36 FF的结果。

图3
侧链甲基序参数S²泛素。黑线表示实验值，而绿色开方块和红色填充圆圈分别表示C22/CMAP和C36 FF的结果。

图4
用C36 FF对1.2μs MD模拟的泛素中实验和计算的侧链甲基RDC进行比较。列出了每个含甲基残基类型的相关系数和Q因子。

图5
N-H阶参数S的比较²在HEWL中，分别使用C22/CMAP（绿色）和C36（红色）FF进行弛豫实验（实心黑线）和200 ns MD模拟。

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