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
gefan完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
AN关注了科研通微信公众号
1秒前
3秒前
我是老大应助蔺瑾瑜采纳,获得10
4秒前
不一样的烟火完成签到,获得积分10
4秒前
CodeCraft应助liangshuang采纳,获得10
4秒前
5秒前
hhh涵完成签到,获得积分10
5秒前
Budget完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
6秒前
早日发文章完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
Camellia发布了新的文献求助10
8秒前
火星上的西牛完成签到,获得积分10
9秒前
QiLe完成签到 ,获得积分10
9秒前
llyu玉发布了新的文献求助10
10秒前
小张呢好完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
Xiaowen发布了新的文献求助10
13秒前
求求了给篇文献完成签到,获得积分10
14秒前
成全完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
蔺瑾瑜完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
李栖迟完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
16秒前
AN发布了新的文献求助10
17秒前
执着寒风完成签到,获得积分20
18秒前
19秒前
Gakay完成签到,获得积分10
19秒前
innyjiang完成签到,获得积分10
19秒前
momo完成签到,获得积分10
19秒前
蔺瑾瑜发布了新的文献求助10
20秒前
百世经纶一页书完成签到,获得积分10
20秒前
20秒前
liangshuang发布了新的文献求助10
21秒前
执着寒风发布了新的文献求助10
21秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Cronologia da história de Macau 5000
Petrology and Plate Tectonics 800
Electrode Potentials 550
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Trees of tropical Asia : an illustrated guide to diversity 500
Materials Informatics Molecules, Crystals and Beyond A volume in Acta Materialia Book Series 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 7044902
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8711207
关于积分的说明 18446247
捐赠科研通 6558107
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3118067
关于科研通互助平台的介绍 2203369
邀请新用户注册赠送积分活动 2093462