Binding affinity estimation from restrained umbrella sampling simulations.
Binding affinity estimation from restrained umbrella sampling simulations.
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DOI：
10.1038/s43588-022-00389-9
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发表时间：
2023-01
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Moradi, Mahmoud
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kumar, Vivek Govind;Polasa, Adithya;Agrawal, Shilpi;Kumar, Thallapuranam Krishnaswamy Suresh;Moradi, Mahmoud
蛋白质-配体结合亲和力量化蛋白质与其配体之间的结合强度。计算机建模和模拟可用于使用数据或物理驱动的方法或其组合来估计结合亲和力或结合自由能。在这里，我们讨论了一个纯粹的基于物理的采样方法的基础上偏置的分子动力学模拟。我们提出的方法概括和简化了以前建议的分层策略，使用伞式抽样或其他增强的抽样模拟与额外的集体变量为基础的限制。这里介绍的方法使用了一个灵活的方案，可以很容易地为任何感兴趣的系统定制。我们估计人成纤维细胞生长因子1肝素六糖的结合亲和力的基础上可用的晶体结构的复杂的初始模型和四个不同的变化所提出的方法比较实验确定的结合亲和力从等温滴定量热实验。这项工作提供了一个基于物理的理论框架，准确的蛋白质-配体结合亲和力估计的基础上分子动力学模拟，增强采样，非参数重加权和方向四元数形式主义。
The protein–ligand binding affinity quantifies the binding strength between a protein and its ligand. Computer modeling and simulations can be used to estimate the binding affinity or binding free energy using data- or physics-driven methods or a combination thereof. Here we discuss a purely physics-based sampling approach based on biased molecular dynamics simulations. Our proposed method generalizes and simplifies previously suggested stratification strategies that use umbrella sampling or other enhanced sampling simulations with additional collective-variable-based restraints. The approach presented here uses a flexible scheme that can be easily tailored for any system of interest. We estimate the binding affinity of human fibroblast growth factor 1 to heparin hexasaccharide based on the available crystal structure of the complex as the initial model and four different variations of the proposed method to compare against the experimentally determined binding affinity obtained from isothermal titration calorimetry experiments. This work provides a physics-based theoretical framework for accurate protein–ligand binding affinity estimation based on molecular dynamics simulations, enhanced sampling, non-parametric reweighting and the orientation quaternion formalism.
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影响因子：
14.8
作者：
Fu, Haohao;Chen, Haochuan;Chipot, Christophe
通讯作者：
Chipot, Christophe
影响因子：
2.9
作者：
Bernett, MJ;Somasundaram, T;Blaber, M
通讯作者：
Blaber, M
DOI：
10.1021/jp807701h
发表时间：
2009-02-26
期刊：
The journal of physical chemistry. B
影响因子：
--
作者：
Deng Y;Roux B
通讯作者：
Roux B
影响因子：
3.3
作者：
Boresch, S;Tettinger, F;Karplus, M
通讯作者：
Karplus, M
影响因子：
5.5
作者：
de Lacam, Emma Goulard Coderc;Blazhynska, Marharyta;Chipot, Christophe
通讯作者：
Chipot, Christophe