开发一个用于beta-peptide折叠机计算设计的旋转机库

科学领域:

• 计算化学是一种计算化学.
• 生物分子设计 生物分子设计
• 结构生物学是结构生物学.

背景情况:

• 由于缺乏用于参数化旋转器库和能量的结构数据,以计算方式设计非自然折叠器是很困难的.
• 传统的和蛋白质设计从广泛的结构数据库中受益,与折叠剂不同.

研究的目的:

• 探索分子力学 (MM) 的使用,以构建准确的旋转器库,用于非自然的折叠器骨架.
• 与实验数据相比,评估MM在预测旋转机概率分布方面的准确性.

主要方法:

• 在MM模拟中系统变化的范德瓦尔斯半径,介电常数和有效的博尔兹曼温度.
• 对蛋白质的晶体结构数据进行了MM准确性评估.
• 计算了阿尔法螺旋和β链形态的博尔兹曼加权概率.
• 确定了贝塔氨基酸的 de novo 旋转机概率.
• 建立了一个残留物特定的标准,以排除基于概率值的高能旋转器.

主要成果:

• 优化了MM参数,以最大限度地与实验数据一致.
• 来自MM的博尔兹曼加权概率与alpha-helix (R = 0.95) 和β-strand (R = 0.92) 构造的数据库衍生概率有很高的相关性.
• 对于β-氨基酸的de novo旋转器库已经成功生成.

结论:

• 分子力学可以有效地用于构建非自然折叠体的旋转体库,解决它们的计算设计中的一个关键挑战.
• 开发的方法为更准确的 de novo 设计提供了基础,用于具有所需形状的 foldameric 结构.