J 2024

Effective Inclusion of Electronic Polarization Improves the Description of Electrostatic Interactions: The prosECCo75 Biomolecular Force Field

NENCINI, Ricky; Carmelo TEMPRA; Denys BIRIUKOV; Miguel RIOPEDRE-FERNANDEZ; Victor Cruces CHAMORRO et. al.

Základní údaje

Originální název

Effective Inclusion of Electronic Polarization Improves the Description of Electrostatic Interactions: The prosECCo75 Biomolecular Force Field

Autoři

NENCINI, Ricky; Carmelo TEMPRA; Denys BIRIUKOV ORCID; Miguel RIOPEDRE-FERNANDEZ; Victor Cruces CHAMORRO; Jakub POLÁK; Philip E. MASON; Daniel ONDO; Jan HEYDA; O. H. Samuli OLLILA; Pavel JUNGWIRTH; Matti JAVANAINEN a Hector MARTINEZ-SEARA

Vydání

Journal of Chemical Theory and Computation, American Chemical Society, 2024, 1549-9618

Další údaje

Jazyk

angličtina

Typ výsledku

Článek v odborném periodiku

Obor

30404 Biomaterials

Stát vydavatele

Spojené státy

Utajení

není předmětem státního či obchodního tajemství

Odkazy

Impakt faktor

Impact factor: 5.500

Kód RIV

RIV/00216224:14740/24:00139674

Organizační jednotka

Středoevropský technologický institut

UT WoS

001300137900001

EID Scopus

2-s2.0-85202480303

Klíčová slova anglicky

molecular dynamics; force field; electrostatic interactions; scaled charges; biomolecules

Štítky

Příznaky

Mezinárodní význam, Recenzováno
Změněno: 4. 3. 2025 10:10, Mgr. Eva Dubská

Anotace

V originále

prosECCo75 is an optimized force field effectively incorporating electronic polarization via charge scaling. It aims to enhance the accuracy of nominally nonpolarizable molecular dynamics (MD) simulations for interactions in biologically relevant systems involving water, ions, proteins, lipids, and saccharides. Recognizing the inherent limitations of nonpolarizable force fields in precisely modeling electrostatic interactions essential for various biological processes, we mitigate these shortcomings by accounting for electronic polarizability in a physical rigorous mean-field way that does not add to computational costs. With this scaling of (both integer and partial) charges within the CHARMM36 framework, prosECCo75 addresses overbinding artifacts. This improves agreement with experimental ion binding data across a broad spectrum of systems - lipid membranes, proteins (including peptides and amino acids), and saccharides - without compromising their biomolecular structures. prosECCo75 thus emerges as a computationally efficient tool providing enhanced accuracy and broader applicability in simulating the complex interplay of interactions between ions and biomolecules, pivotal for improving our understanding of many biological processes.

Návaznosti

GA24-11274S, projekt VaV
Název: Přizpůsobení povlaků polymerních implantátů proti uchycení bakterií: přístup založený na znalostech
Investor: Grantová agentura ČR, Přizpůsobení povlaků polymerních implantátů proti uchycení bakterií: přístup založený na znalostech