Vše

Co hledáte?

Vše
Projekty
Výsledky výzkumu
Subjekty

Rychlé hledání

  • Projekty podpořené TA ČR
  • Významné projekty
  • Projekty s nejvyšší státní podporou
  • Aktuálně běžící projekty

Chytré vyhledávání

  • Takto najdu konkrétní +slovo
  • Takto z výsledků -slovo zcela vynechám
  • “Takto můžu najít celou frázi”

Martini 3 Limitations in Phospholipid Flip-Flop

Identifikátory výsledku

  • Kód výsledku v IS VaVaI

    <a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F00216224%3A14740%2F25%3A00142337" target="_blank" >RIV/00216224:14740/25:00142337 - isvavai.cz</a>

  • Výsledek na webu

    <a href="https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jctc.5c00994" target="_blank" >https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jctc.5c00994</a>

  • DOI - Digital Object Identifier

    <a href="http://dx.doi.org/10.1021/acs.jctc.5c00994" target="_blank" >10.1021/acs.jctc.5c00994</a>

Alternativní jazyky

  • Jazyk výsledku

    angličtina

  • Název v původním jazyce

    Martini 3 Limitations in Phospholipid Flip-Flop

  • Popis výsledku v původním jazyce

    Phospholipid membranes serve as essential barriers in biological systems, and protein-mediated lipid flip-flop is a crucial process for lipid homeostasis in membranes, which is vital for various cellular functions. These phenomena can be studied using the Martini coarse-grained force field, a valuable tool for membrane simulations that balances computational efficiency with chemical accuracy while capturing key membrane properties. However, the accuracy of the newer Martini 3 force field in describing energetics of phospholipid flip-flop remains unknown. Here, we show dramatic differences in the free energy barriers of lipid flip-flop when simulated with Martini 3, Martini 2.2, and CHARMM36m force fields. Using umbrella sampling simulations of six phospholipids (POPC, DPPA, POPE, POPG, POPS, and DPTAP) in the POPC membrane, we demonstrate that Martini 3 predicts significantly lower flip-flop barriers compared to all-atom simulations and the older Martini 2.2 version, with particularly severe underestimation for the positively charged lipid (DPTAP). For DPTAP, we identified that altered Lennard-Jones parameters between choline and alkyl tail beads likely contribute to this discrepancy, as evidenced by our systematic parameter testing. These findings highlight limitations in the current Martini 3 parametrization that should be considered when studying processes involving molecular transport across membranes and suggest potential refinements to improve the model's accuracy for such phenomena. To complete the picture, we also discuss the energetics of flip-flops of phospholipids with various lipid tail lengths (DLPC, DMPC, DPPC, DSPC) and lipid tail saturation (DOPC).

  • Název v anglickém jazyce

    Martini 3 Limitations in Phospholipid Flip-Flop

  • Popis výsledku anglicky

    Phospholipid membranes serve as essential barriers in biological systems, and protein-mediated lipid flip-flop is a crucial process for lipid homeostasis in membranes, which is vital for various cellular functions. These phenomena can be studied using the Martini coarse-grained force field, a valuable tool for membrane simulations that balances computational efficiency with chemical accuracy while capturing key membrane properties. However, the accuracy of the newer Martini 3 force field in describing energetics of phospholipid flip-flop remains unknown. Here, we show dramatic differences in the free energy barriers of lipid flip-flop when simulated with Martini 3, Martini 2.2, and CHARMM36m force fields. Using umbrella sampling simulations of six phospholipids (POPC, DPPA, POPE, POPG, POPS, and DPTAP) in the POPC membrane, we demonstrate that Martini 3 predicts significantly lower flip-flop barriers compared to all-atom simulations and the older Martini 2.2 version, with particularly severe underestimation for the positively charged lipid (DPTAP). For DPTAP, we identified that altered Lennard-Jones parameters between choline and alkyl tail beads likely contribute to this discrepancy, as evidenced by our systematic parameter testing. These findings highlight limitations in the current Martini 3 parametrization that should be considered when studying processes involving molecular transport across membranes and suggest potential refinements to improve the model's accuracy for such phenomena. To complete the picture, we also discuss the energetics of flip-flops of phospholipids with various lipid tail lengths (DLPC, DMPC, DPPC, DSPC) and lipid tail saturation (DOPC).

Klasifikace

  • Druh

    J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science

  • CEP obor

  • OECD FORD obor

    10403 - Physical chemistry

Návaznosti výsledku

  • Projekt

    Výsledek vznikl pri realizaci vícero projektů. Více informací v záložce Projekty.

  • Návaznosti

    P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Ostatní

  • Rok uplatnění

    2025

  • Kód důvěrnosti údajů

    S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Údaje specifické pro druh výsledku

  • Název periodika

    Journal of Chemical Theory and Computation

  • ISSN

    1549-9618

  • e-ISSN

  • Svazek periodika

    21

  • Číslo periodika v rámci svazku

    19

  • Stát vydavatele periodika

    US - Spojené státy americké

  • Počet stran výsledku

    7

  • Strana od-do

    9227-9233

  • Kód UT WoS článku

    001579181000001

  • EID výsledku v databázi Scopus

    2-s2.0-105018675174