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
刚刚
unique发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
乾乾完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
1秒前
2秒前
3秒前
3秒前
3秒前
米六完成签到 ,获得积分10
4秒前
zhangjiaying发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
FAN发布了新的文献求助10
6秒前
阿铭完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
6秒前
7秒前
今后应助寒江雪采纳,获得10
8秒前
小马甲应助PENGCHENGDAI采纳,获得10
8秒前
8秒前
哈牛柚子鹿完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
qwe1108发布了新的文献求助10
9秒前
科研通AI6.4应助一只白糖采纳,获得30
9秒前
路冰发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
言午发布了新的文献求助10
9秒前
Xxy关闭了Xxy文献求助
9秒前
9秒前
10秒前
10秒前
10秒前
中将完成签到,获得积分10
11秒前
CodeCraft应助笑点低的凌瑶采纳,获得10
11秒前
小城故事和冰雨完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
蜉蝣发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
十三完成签到 ,获得积分10
14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
Markov Chain Monte Carlo 5000
《上海道教》季刊 2200
Evidence Summary. Injection (subcutaneous):op- timal administration 1000
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
Curating Socialism: A Handbook of International Art Exhibitions 1947-1989 530
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 7486634
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9078696
关于积分的说明 19361451
捐赠科研通 7100928
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3248387
关于科研通互助平台的介绍 2417717
邀请新用户注册赠送积分活动 2233858