GLOW: A Workflow Integrating Gaussian-Accelerated Molecular Dynamics and Deep Learning for Free Energy Profiling

工作流程 高斯分布 计算机科学 辉光放电 能源景观 分子动力学 生物系统 生物分子 化学 纳米技术 材料科学 物理 计算化学 热力学 生物 等离子体 数据库 量子力学
作者
N. Hung,Jinan Wang,Apurba Bhattarai,Yinglong Miao
出处
期刊:Journal of Chemical Theory and Computation [American Chemical Society]
卷期号:18 (3): 1423-1436 被引量:46
标识
DOI:10.1021/acs.jctc.1c01055
摘要

We introduce a Gaussian-accelerated molecular dynamics (GaMD), deep learning (DL), and free energy profiling workflow (GLOW) to predict molecular determinants and map free energy landscapes of biomolecules. All-atom GaMD-enhanced sampling simulations are first performed on biomolecules of interest. Structural contact maps are then calculated from GaMD simulation frames and transformed into images for building DL models using a convolutional neural network. Important structural contacts are further determined from DL models of attention maps of the structural contact gradients, which allow us to identify the system reaction coordinates. Finally, free energy profiles are calculated for the selected reaction coordinates through energetic reweighting of the GaMD simulations. We have also successfully demonstrated GLOW for the characterization of activation and allosteric modulation of a G protein-coupled receptor, using the adenosine A1 receptor (A1AR) as a model system. GLOW findings are highly consistent with previous experimental and computational studies of the A1AR, while also providing further mechanistic insights into the receptor function. In summary, GLOW provides a systematic approach to mapping free energy landscapes of biomolecules. The GLOW workflow and its user manual can be downloaded at http://miaolab.org/GLOW.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
涵霸天发布了新的文献求助10
刚刚
飞羽发布了新的文献求助10
刚刚
jingrong发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
天意如此完成签到,获得积分10
1秒前
幸福初之完成签到,获得积分10
1秒前
研友_VZG7GZ应助繁花采纳,获得10
1秒前
Realone发布了新的文献求助10
1秒前
忆寒完成签到,获得积分10
1秒前
畅快莫茗发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
3秒前
隐形曼青应助Jsl采纳,获得10
3秒前
啊炜发布了新的文献求助10
4秒前
彭于晏应助TJTerrence采纳,获得10
4秒前
4秒前
Zel博博完成签到,获得积分0
4秒前
zhmr0923完成签到,获得积分10
4秒前
小二郎应助荔枝采纳,获得10
5秒前
红袍加身完成签到,获得积分10
5秒前
orixero应助胡房晓采纳,获得10
6秒前
小二郎应助chinjaneking采纳,获得10
6秒前
6秒前
Akim应助甜屿采纳,获得10
7秒前
7秒前
呱呱发布了新的文献求助10
7秒前
张阳完成签到,获得积分10
7秒前
Jzyju完成签到 ,获得积分10
7秒前
8秒前
卿亦佳人发布了新的文献求助10
8秒前
FashionBoy应助2422468990采纳,获得10
8秒前
科目三应助哗啦啦采纳,获得10
8秒前
星辰大海应助snowdream采纳,获得10
9秒前
如意幻枫完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
10秒前
南巷酒肆发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
11秒前
爆米花应助jingrong采纳,获得10
11秒前
高分求助中
Cronologia da história de Macau 5000
Merrill's Atlas of Radiographic Positioning and Procedures - 3-Volume Set, 16th Edition 2000
Interactions of Vowel Quality and Prosody in East Slavic 500
Vander's Renal Physiology第10版 500
CLSI M27M44S Performance Standards for Antifungal Susceptibility Testing of Yeasts Fourth Edition 400
Python for Chemists 400
Analytical Separation Science 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7112645
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8765979
关于积分的说明 18537552
捐赠科研通 6681520
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3144720
关于科研通互助平台的介绍 2260482
邀请新用户注册赠送积分活动 2119306