Automated Coarse-Grained Mapping Algorithm for the Martini Force Field and Benchmarks for Membrane-Water Partitioning.
Automated Coarse-Grained Mapping Algorithm for the Martini Force Field and Benchmarks for Membrane-Water Partitioning.
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DOI：
10.1021/acs.jctc.1c00322
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发表时间：
2021-09-14
影响因子：
5.5
通讯作者：
Miller MA
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Potter TD;Barrett EL;Miller MA
鉴于高通量的模拟，我们提出了一个自动化系统，用于映射和参数化的有机分子与粗粒度的马提尼力场使用。该方法比现有方案可扩展到更大的分子和更广泛的化学空间。映射过程的核心是对分子的键合网络进行基于图形的分析，其具有快速，通用和保持对称性的优点。参数化过程特别注意芳香环中的粗颗粒珠。它还包括一种方法，用于为具有结构刚性的分子建立有效和稳定的约束框架。该方法的性能进行了测试上的一组不同的87个中性有机分子和由此产生的模型，以捕获辛醇-水和膜-水分配系数的能力。在后一种情况下，我们引入了一种自适应方法，用于从自由能分布提取分配系数，以考虑膜的界面区域。我们还使用模型来探测膜-水分配对膜胆固醇含量的响应。
With a view to high-throughput simulations, we present an automated system for mapping and parameterizing organic molecules for use with the coarse-grained Martini force field. The method scales to larger molecules and a broader chemical space than existing schemes. The core of the mapping process is a graph-based analysis of the molecule’s bonding network, which has the advantages of being fast, general, and preserving symmetry. The parameterization process pays special attention to coarse-grained beads in aromatic rings. It also includes a method for building efficient and stable frameworks of constraints for molecules with structural rigidity. The performance of the method is tested on a diverse set of 87 neutral organic molecules and the ability of the resulting models to capture octanol–water and membrane–water partition coefficients. In the latter case, we introduce an adaptive method for extracting partition coefficients from free-energy profiles to take into account the interfacial region of the membrane. We also use the models to probe the response of membrane–water partitioning to the cholesterol content of the membrane.
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