NMR-Derived Salt Bridges in Insulin Analogue: Resolving Artifactual Overbinding in Molecular Dynamics via Charge Scaling
Identifikátory výsledku
Kód výsledku v IS VaVaI
<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F61388963%3A_____%2F25%3A00637626" target="_blank" >RIV/61388963:_____/25:00637626 - isvavai.cz</a>
Výsledek na webu
<a href="https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.5c01786" target="_blank" >https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.5c01786</a>
DOI - Digital Object Identifier
<a href="http://dx.doi.org/10.1021/acs.jpclett.5c01786" target="_blank" >10.1021/acs.jpclett.5c01786</a>
Alternativní jazyky
Jazyk výsledku
angličtina
Název v původním jazyce
NMR-Derived Salt Bridges in Insulin Analogue: Resolving Artifactual Overbinding in Molecular Dynamics via Charge Scaling
Popis výsledku v původním jazyce
Salt bridges are ionic interactions that are of great importance in protein recognition. However, their structural description using X-ray crystallography or NMR may be inconclusive. Classical molecular dynamics (MD) used for the interpretation neglects electronic polarization, which results in artifactual overbinding. Here, we resolve the problem via charge scaling, which accounts for electronic polarization in a mean-field way. We study three salt bridges in insulin analogue. New NMR ensembles are generated via NOE-restrained MD using ff19SB and CHARMM36m force fields and the scaled-charge prosECCo75. Tens of mu s of unrestrained MD show in a statistically converged manner that ff19SB induces a non-native salt bridge. This behavior is quantified via umbrella sampling of salt bridge dissociation, which indicates a rather high strength of up to 4 and 5 kcal mol-1 for CHARMM36m and ff19SB, respectively. In contrast, prosECCo75 gives a biologically reasonable dissociation barrier of 1 kcal mol-1. Our results indicate that a physically justified description of charge-charge interactions within a nonpolarizable MD framework reliably describes aqueous biomolecular systems.
Název v anglickém jazyce
NMR-Derived Salt Bridges in Insulin Analogue: Resolving Artifactual Overbinding in Molecular Dynamics via Charge Scaling
Popis výsledku anglicky
Salt bridges are ionic interactions that are of great importance in protein recognition. However, their structural description using X-ray crystallography or NMR may be inconclusive. Classical molecular dynamics (MD) used for the interpretation neglects electronic polarization, which results in artifactual overbinding. Here, we resolve the problem via charge scaling, which accounts for electronic polarization in a mean-field way. We study three salt bridges in insulin analogue. New NMR ensembles are generated via NOE-restrained MD using ff19SB and CHARMM36m force fields and the scaled-charge prosECCo75. Tens of mu s of unrestrained MD show in a statistically converged manner that ff19SB induces a non-native salt bridge. This behavior is quantified via umbrella sampling of salt bridge dissociation, which indicates a rather high strength of up to 4 and 5 kcal mol-1 for CHARMM36m and ff19SB, respectively. In contrast, prosECCo75 gives a biologically reasonable dissociation barrier of 1 kcal mol-1. Our results indicate that a physically justified description of charge-charge interactions within a nonpolarizable MD framework reliably describes aqueous biomolecular systems.
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
<a href="/cs/project/GA23-06755S" target="_blank" >GA23-06755S: Porozumění vazbě peptidových hormonů k jejich receptorům na atomární úrovni a návrh mimetik pomocí pokročilých výpočtů a experimentálního ověření</a><br>
Návaznosti
I - Institucionalni podpora na dlouhodoby koncepcni rozvoj vyzkumne organizace
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 Physical Chemistry Letters
ISSN
1948-7185
e-ISSN
—
Svazek periodika
16
Číslo periodika v rámci svazku
29
Stát vydavatele periodika
US - Spojené státy americké
Počet stran výsledku
7
Strana od-do
7436-7442
Kód UT WoS článku
001530048400001
EID výsledku v databázi Scopus
2-s2.0-105012420302