МАРТИНИ - MARTINI - Wikipedia

Для использования в других целях см. мартини.

мартини это крупнозернистое силовое поле разработан Марринк и его коллегами из Гронингенский университет, первоначально разработанная в 2004 году для молекулярная динамика симуляция липидов,[1] позже (2007) распространился на различные другие молекулы. Силовое поле отображает четыре тяжелых атома на одном сайте взаимодействия CG и параметризуется с целью воспроизведения термодинамических свойств.[2]

Обзор

Для силового поля Мартини были определены 4 категории шариков: Q (заряженные), P (полярные), N (неполярные) и C (неполярные). Эти типы бусинок, в свою очередь, разделены на 4 или 5 различных уровней, что дает в общей сложности 20 типов бусинок.[2] Для взаимодействия между гранулами определены 10 различных уровней взаимодействия (O-IX). Гранулы можно использовать в нормальном размере (отображение 4: 1), S-размере (маленькое, отображение 3: 1) или T-размере (маленькое, отображение 2: 1). S-частицы в основном используются в кольцевых структурах, тогда как Т-частицы в настоящее время используются только в нуклеиновых кислотах. Связанные взаимодействия (связи, углы, двугранность и импроперы) являются производными от атомистического моделирования кристаллических структур.[2]

Использовать

Силовое поле Мартини стало одним из наиболее часто используемых крупнозернистых силовых полей в области моделирования молекулярной динамики для биомолекулы. Оригинальные статьи 2004 и 2007 гг. Цитировались соответственно 1850 и 3400 раз.[3] Силовое поле реализовано в трех основных программах моделирования: GROningen MAchine for Chemical Simulations (GROMACS ), GROningen MOlecular Simulation (ГРОМОС ) и наноразмерной молекулярной динамики (NAMD ). Заметные успехи - это моделирование кластерного поведения синтаксин-1A,[4] моделирование открытия механочувствительные каналы (MscL)[5] и моделирование доменного разделения мембраны пептиды.[6]

Наборы параметров

Липиды

Первоначальные документы[1][2] содержит параметры для воды, просто алканы, органические растворители, поверхностно-активные вещества, широкий спектр липиды и холестерин. Они полуколичественно воспроизводят фазовое поведение бислоев с другими свойствами бислоя и более сложным поведением бислоя.[7]

Белки

Совместимые параметры для белки были представлены Монтичелли и другие..[8] Элементы вторичной структуры, например альфа-спирали и бета-листы (β-листы), связаны. Белки мартини часто моделируются в сочетании с эластичной сетью, такой как Элнедин,[9] для поддержания общей структуры. Однако использование эластичной сети ограничивает использование силового поля MARTINI для изучения больших конформационных изменений (например, сворачивания). Подход GoMARTINI, представленный Помой и другие.[10] снимает это ограничение.

Углеводы

Совместимые параметры были выпущены в 2009 году.[11]

Нуклеиновые кислоты

Совместимые параметры были выпущены для ДНК в 2015 году.[12] и РНК в 2017 году.[13]

Другой

Параметры для других молекул, включая углеродные наночастицы,[14] ионные жидкости,[15] и ряд полимеров,[16][17][18] доступны на веб-сайте Martini.[19]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б Marrink, Siewert J .; де Фриз, Алекс Х .; Марк, Алан Э. (1 января 2004 г.). «Крупнозернистая модель для полуколичественного моделирования липидов». Журнал физической химии B. 108 (2): 750–760. Дои:10.1021 / jp036508g.
  2. ^ а б c d Marrink, Siewert J .; Рисселада, Х. Джелгер; Ефимов, Серж; Тилеман, Д. Питер; де Фриз, Алекс Х. (1 июля 2007 г.). «Силовое поле MARTINI: крупнозернистая модель для биомолекулярного моделирования». Журнал физической химии B. 111 (27): 7812–7824. Дои:10.1021 / jp071097f. PMID  17569554.
  3. ^ Google Scholar, 14 октября 2019 г., https://scholar.google.com/citations?hl=nl&user=UalQWxIAAAAJ
  4. ^ ван ден Богаарт, Герт; Мейенберг, Карстен; Рисселада, Х. Джелгер; Амин, Хейдер; Виллиг, Катрин I .; Hubrich, Barbara E .; Дайер, Маркус; Ад, Стефан В .; Грубмюллер, Гельмут; Дидериксен, Ульф; Ян, Рейнхард (24 ноября 2011 г.). «Секвестрация белков мембраны за счет ионных белок-липидных взаимодействий». Природа. 479 (7374): 552–555. Bibcode:2011Натура.479..552В. Дои:10.1038 / природа10545. ЧВК  3409895. PMID  22020284.
  5. ^ лоухивуори, Марти; Risselada, H.J .; Van Der Giessen, E .; Марринк, С. Дж. (16 ноября 2010 г.). «Выпуск содержимого через механочувствительные ворота в липосомах под давлением». Proc Natl Acad Sci USA. 107 (46): 19856–19860. Bibcode:2010PNAS..10719856L. Дои:10.1073 / pnas.1001316107. ЧВК  2993341. PMID  21041677.
  6. ^ Schäfer, Lars V .; Де Йонг, Д. Х .; Holt, A .; Rzepiela, A.J .; De Vries, A.H .; Poolman, B .; Киллиан, Дж. А .; Марринк, С. Дж. (25 января 2011 г.). «Упаковка липидов вызывает сегрегацию трансмембранных спиралей в неупорядоченные липидные домены в модельных мембранах». Proc Natl Acad Sci USA. 108 (4): 1343–1348. Bibcode:2011ПНАС..108.1343С. Дои:10.1073 / pnas.1009362108. ЧВК  3029762. PMID  21205902.
  7. ^ Risselada, H.J .; Марринк, С. Дж. (11 ноября 2008 г.). «Молекулярная грань липидных рафтов в модельных мембранах». Труды Национальной академии наук. 105 (45): 17367–17372. Bibcode:2008PNAS..10517367R. Дои:10.1073 / pnas.0807527105. ЧВК  2579886. PMID  18987307.
  8. ^ Монтичелли, Лука; Kandasamy, Senthil K .; Периола, Ксавье; Ларсон, Рональд Дж .; Тилеман, Д. Питер; Марринк, Сиверт-Ян (1 мая 2008 г.). "Крупнозернистое силовое поле MARTINI: распространение на белки". Журнал химической теории и вычислений. 4 (5): 819–834. CiteSeerX  10.1.1.456.7408. Дои:10.1021 / ct700324x. PMID  26621095.
  9. ^ Периола, Ксавье; Кавалли, Марко; Марринк, Сиверт-Ян; Церусо, Марко А. (8 сентября 2009 г.). «Объединение упругой сети с крупнозернистым молекулярным силовым полем: структура, динамика и межмолекулярное распознавание». Журнал химической теории и вычислений. 5 (9): 2531–2543. CiteSeerX  10.1.1.537.4531. Дои:10.1021 / ct9002114. PMID  26616630.
  10. ^ Пома, Адольфо; Cieplak, M .; Теодоракис, П. Э. (24 февраля 2017 г.). «Комбинирование подходов MARTINI и крупнозернистых структур на основе молекулярной динамики для изучения конформационных переходов в белках». Журнал химической теории и вычислений. 13 (3): 1366–1374. Дои:10.1021 / acs.jctc.6b00986. PMID  28195464.
  11. ^ López, Cesar A .; Rzepiela, Andrzej J .; де Фриз, Алекс Х .; Дийкхейзен, Любберт; Hünenberger, Philippe H .; Марринк, Сиверт Дж. (2009). «Крупнозернистое силовое поле Мартини: расширение на углеводы». J. Chem. Теория вычислений. 5 (12): 3195–3210. Дои:10.1021 / ct900313w. PMID  26602504.
  12. ^ Uusitalo, Jaakko J .; Ingólfsson, Helgi I .; Ахши, Париса; Тилеман, Д. Питер; Марринк, Сиверт Дж. (2015). "Крупнозернистое силовое поле Мартини: расширение ДНК". J. Chem. Теория вычислений. 11 (8): 3932–3945. Дои:10.1021 / acs.jctc.5b00286. PMID  26574472.
  13. ^ Uusitalo, Jaakko J .; Ingólfsson, Helgi I .; Marrink, Siewert J .; Фаустино, Игнасио (2017). "Крупнозернистое силовое поле Мартини: расширение РНК". Биофиз. J. 113 (2): 246–256. Bibcode:2017BpJ ... 113..246U. Дои:10.1016 / j.bpj.2017.05.043. ЧВК  5529176. PMID  28633759.
  14. ^ Монтичелли, Лука (2012). «Об атомистической и крупнозернистой моделях фуллерена C60». J. Chem. Теория вычислений. 8 (4): 1370–1378. Дои:10.1021 / ct3000102. PMID  26596752.
  15. ^ Васкес-Салазар, Луис Ица; Селле, Микеле; де Фриз, Алекс Х .; Marrink, Siewert J .; Т. Соуза, Пауло К. (2020). «Крупнозернистые модели Мартини ионных жидкостей на основе имидазолия: от наноструктурной организации к жидкостно-жидкостной экстракции». Зеленая химия. Королевское химическое общество. Дои:10.1039 / D0GC01823F.
  16. ^ Lee, H .; Ларсон, Р. Г. (2008). "Крупнозернистые молекулярно-динамические исследования зависимости концентрации и размера дендримеров PAMAM пятого и седьмого поколений от образования пор в двойном слое DMPC". Журнал физической химии B. 112 (26): 7778–7784. Дои:10.1021 / jp802606y. ЧВК  2504730. PMID  18543869.
  17. ^ Росси, Джулия; Монтичелли, Лука; Puisto, Sakari R .; Ваттулайнен, Илпо; Ала-Ниссила, Тапио (2011). «Крупнозернистые полимеры с силовым полем MARTINI: полистирол в качестве эталона». Мягкая материя. 7 (2): 698–708. Bibcode:2011SMat .... 7..698R. Дои:10.1039 / C0SM00481B.
  18. ^ Алессандри, Риккардо; Uusitalo, Jaakko J .; де Фриз, Алекс Х .; Havenith, Remco W. A .; Марринк, Сиверт Дж. (2017). «Морфология объемных гетеропереходов с атомистическим разрешением на основе моделирования испарения крупнозернистого растворителя». Варенье. Chem. Soc. 139 (10): 3697–3705. Дои:10.1021 / jacs.6b11717. ЧВК  5355903. PMID  28209056.
  19. ^ Сайт Мартини

внешняя ссылка