So sánh nhiều trường lực Amber và phát triển các tham số xương sống protein cải tiến

Trường lực ff94 thường liên quan đến gói mô phỏng Amber là một trong những bộ tham số được sử dụng phổ biến nhất cho mô phỏng sinh học phân tử. Sau hơn một thập kỷ sử dụng và thử nghiệm rộng rãi, những hạn chế trong trường lực này, chẳng hạn như sự ổn định quá mức của α-helix, đã được chúng tôi và các nhà nghiên cứu khác báo cáo. Điều này dẫn đến một số nỗ lực cải thiện các tham số này, tạo ra nhiều trường lực “Amber” khác nhau và gây ra khó khăn đáng kể trong việc xác định trường nào nên được sử dụng cho một ứng dụng cụ thể. Chúng tôi cho thấy rằng một số trường lực này vẫn tiếp tục bị thiếu thốn sự cân bằng giữa các yếu tố cấu trúc bậc hai khác nhau. Ngoài ra, phương pháp được sử dụng trong hầu hết các nghiên cứu này đã bỏ qua việc xem xét sự tồn tại trong Amber của hai bộ tham số góc dihedral φ/ψ cho xương sống. Điều này dẫn đến những bộ tham số cung cấp các sở thích cấu hình khó chấp nhận cho glycine. Chúng tôi báo cáo tại đây một nỗ lực nhằm cải thiện các tham số góc dihedral φ/ψ trong hàm năng lượng ff99. Các tham số của thuật ngữ dihedral dựa trên việc khớp các năng lượng của nhiều dạng cấu hình của glycine và alanine tetrapeptide từ các tính toán cơ học lượng tử ab initio ở cấp độ cao. Các tham số mới cho các dihedral của xương sống sẽ thay thế những tham số có trong trường lực ff99 hiện tại. Bộ tham số này, mà chúng tôi đánh dấu là ff99SB, đạt được sự cân bằng tốt hơn giữa các yếu tố cấu trúc bậc hai dựa trên phân bố cải tiến của các dihedral xương sống cho glycine và alanine liên quan đến dữ liệu khảo sát PDB. Nó cũng đạt được sự phù hợp tốt hơn với dữ liệu thực nghiệm đã công bố về sở thích cấu hình của các peptide alanine ngắn và có sự tương đồng tốt hơn với dữ liệu NMR thực nghiệm về sự thoái lui của các hệ thống protein thử nghiệm. Protein 2006. © 2006 Wiley‐Liss, Inc.