Accelerated ensemble generation for cyclic peptides using a Reservoir-REMD implementation in GROMACS
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Cyclic peptides naturally occur as antibiotics, fungicides, and immunosuppressants, and have been adapted for use as potential therapeutics. Scaffolded cyclic peptide antigens have many protein characteristics such as reduced toxicity, increased stability over linear peptides, and conformational selectivity, but with fewer amino acids than whole proteins. The profile of shapes presented by a cyclic peptide modulates its therapeutic efficacy, and is represented by the ensemble of its sampled conformations. Although some algorithms excel in creating a diverse ensemble of cyclic peptide conformations, they seldom address the entropic contribution of flexible conformations, and they often have significant practical difficulty producing an ensemble with converged and reliable thermodynamic properties. In this study, an accelerated molecular dynamics (MD) method, reservoir replica exchange MD (R-REMD or Res-REMD), was implemented in GROMACS-4.6.7, and benchmarked on three small cyclic peptide model systems: a cyclized segment of A β (cyclo-(CGHHQKLVG)), a cyclized furin cleavage site of SARS-CoV-2 spike (cyclo-(CGPRRARSG)), and oxytocin (disulfide bonded CY-IQNCPLG). Additionally, we also benchmarked Res-REMD on Alanine dipeptide and Trpzip2 to demonstrate its validity and efficiency over REMD. Compared to REMD, Res-REMD significantly accelerated the ensemble generation of cyclo-(CGHHQKLVG), but not cyclo-(CGPRRARSG) or oxytocin. This difference is due to the longer auto-correlation time of torsional angles in cyclo-(CGHHQKLVG) v s. the latter two cyclic peptide systems; The randomly seeded reservoir in Res-REMD thus accelerates sampling and convergence. The auto-correlation time of the torsional angles can thus be used to determine whether Res-REMD is preferable to REMD for cyclic peptides. We provide a github page with modified GROMACS source code for running Res-REMD at https://github.com/PlotkinLab/Reservoir-REMD .
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,006 | 0,001 |
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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».