J 2004

Molecular dynamics simulations of guanine quadruplex loops:Advances and force field limitations

FADRNÁ, Eva; Naděžda ŠPAČKOVÁ; Richard ŠTEFL; Jaroslav KOČA; Thomas E. CHEATHAM et. al.

Základní údaje

Originální název

Molecular dynamics simulations of guanine quadruplex loops:Advances and force field limitations

Název česky

MD simulace quaninového kvadruplexu

Autoři

FADRNÁ, Eva (203 Česká republika, garant); Naděžda ŠPAČKOVÁ (203 Česká republika); Richard ŠTEFL (203 Česká republika); Jaroslav KOČA (203 Česká republika); Thomas E. CHEATHAM (840 Spojené státy) a Jiří ŠPONER (203 Česká republika)

Vydání

Biophysical Journal, Bethesda, USA, Biophysical Society, 2004, 0006-3495

Další údaje

Jazyk

angličtina

Typ výsledku

Článek v odborném periodiku

Obor

10403 Physical chemistry

Stát vydavatele

Spojené státy

Utajení

není předmětem státního či obchodního tajemství

Odkazy

Impakt faktor

Impact factor: 4.585

Kód RIV

RIV/00216224:14310/04:00010228

Organizační jednotka

Přírodovědecká fakulta

UT WoS

000222492800022

Klíčová slova anglicky

molecular dynamics; G-DNA; free energy calculations; DNA loop geometries; LES; force fields
Změněno: 26. 1. 2007 14:58, prof. Mgr. Richard Štefl, Ph.D.

Anotace

V originále

A computational analysis of d(GGGGTTTTGGGG)2 guanine quadruplexes containing both lateral and diagonal four-thymidine loops was carried out using Molecular Dynamics (MD) simulations in explicit solvent, Locally Enhanced Sampling (LES) simulations, systematic conformational search, and free energy Molecular Mechanics, Poisson Boltzmann, Surface Area calculations with explicit inclusion of structural monovalent cations. The study provides, within the approximations of the applied all-atom additive force field, a qualitatively complete analysis of the available loop conformational space. The results are independent of the starting structures. Major conformational transitions not seen in conventional MD simulations are observed when LES is applied. The favored LES structures consistently provide lower free energies (as estimated by MM-PBSA) than other structures. Unfortunately, the predicted optimal structure for the diagonal loop arrangement differs substantially from the atomic resolution experiments. This result is attributed to force field deficiencies, such as the potential misbalance between solute cation and solvent cation terms. The MD simulations are unable to maintain stable coordination of the monovalent cations inside the diagonal loops reported in recent X-ray study. The optimal diagonal and lateral loop arrangements appear to be close in energy though a proper inclusion of the loop monovalent cations could stabilize the diagonal architecture.

Česky

MD simulace quaninového kvadruplexu

Návaznosti

LN00A016, projekt VaV
Název: BIOMOLEKULÁRNÍ CENTRUM
Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, Biomolekulární centrum
MSM 143100005, záměr
Název: Strukturně-funkční vztahy biomolekul a jejich role v metabolismu
Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, Strukturně-funkční vztahy biomolekul a jejich role v metabolismu