Using the Wimley–White Hydrophobicity Scale as a Direct Quantitative Test of Force Fields: The MARTINI Coarse-Grained Model
Notice bibliographique
Résumé
The partitioning of proteins and peptides at the membrane/water interface is a key step in many processes, including the action of antimicrobial peptides, cell-penetrating peptides, and toxins, as well as signaling. To develop a computational model that can be used to accurately represent such systems, the underlying model must be able to quantitatively represent the partitioning preferences of amino acids in the lipid membrane. The MARTINI model provides a consistent set of parameters for building coarse-grained models of systems involving lipids and proteins. Even though MARTINI is parametrized to reproduce the partitioning behavior of small molecules, its ability to reproduce partitioning preferences of amino acids at lipid/water interfaces has never been tested. In this study, we measured the partitioning free energies of side chains of amino acids using alchemical simulations and umbrella sampling. The pentapeptides of sequence Ac-WLXLL were simulated at the POPC/water and cyclohexane/water interfaces using MARTINI, and the computed free energies were compared with the Wimley-White hydrophobicity scale. The free energy values obtained using the free energy perturbation, thermodynamic integration, and umbrella sampling methods were compared to gain insight into the most efficient method and the degree of sampling required to obtain statistically accurate free energies for use with atomistic force fields in future work. With the standard MARTINI water model, the amino acids D, E, K, and R were found to be significantly too favorable in hydrophobic environments, whereas with the polarizable water model, the amino acids D, E, K, and R were found to give correct free energies of partitioning. The amino acids P and F showed significant deviations from the experimental values. This model system will be used in future improvements to the MARTINI model.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».