Molecular details of protein condensates probed by microsecond-long atomistic simulations

微秒 分子动力学 内在无序蛋白质 化学物理 相(物质) 化学 Atom(片上系统) 生物系统 结晶学 统计物理学 物理 计算化学 计算机科学 生物 生物化学 有机化学 天文 嵌入式系统
作者
Wenwei Zheng,Gregory L. Dignon,Xichen Xu,Roshan Mammen Regy,Nicolas L. Fawzi,Young C. Kim,Robert B. Best,Jeetain Mittal
标识
DOI:10.1101/2020.08.05.237008
摘要

Abstract The formation of membraneless organelles in cells commonly occurs via liquid-liquid phase separation (LLPS), and is in many cases driven by multivalent interactions between intrinsically disordered proteins (IDPs). Molecular simulations can reveal the specific amino acid interactions driving LLPS, which is hard to obtain from experiment. Coarse-grained simulations have been used to directly observe the sequence determinants of phase separation but have limited spatial resolution, while all-atom simulations have yet to be applied to LLPS due to the challenges of large system sizes and long time scales relevant to phase separation. We present a novel multiscale computational framework by obtaining initial molecular configurations of a condensed protein-rich phase from equilibrium coarse-grained simulations, and back mapping to an all-atom representation. Using the specialized Anton 2 supercomputer, we resolve microscopic structural and dynamical details of protein condensates through microsecond-scale all-atom explicit-solvent simulations. We have studied two IDPs which phase separate in vitro : the low complexity domain of FUS and the N-terminal disordered domain of LAF-1. Using this approach, we explain the partitioning of ions between phases with low and high protein density, demonstrate that the proteins are remarkably dynamic within the condensed phase, identify the key residue-residue interaction modes stabilizing the dense phase, all while showing good agreement with experimental observations. Our approach is generally applicable to all-atom studies of other single and multi-component systems of proteins and nucleic acids involved in the formation of membraneless organelles.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
Naomi发布了新的文献求助10
刚刚
清脆的夜白完成签到,获得积分10
刚刚
李健应助wjh采纳,获得10
刚刚
luoxiaoyan1927完成签到,获得积分10
刚刚
倒立才能看文献完成签到,获得积分10
刚刚
dryyu发布了新的文献求助10
刚刚
谜记完成签到,获得积分10
刚刚
da完成签到,获得积分10
1秒前
Ji发布了新的文献求助10
1秒前
astond完成签到,获得积分10
1秒前
搞怪莫茗发布了新的文献求助10
1秒前
自由的信仰完成签到,获得积分10
2秒前
thinking完成签到,获得积分20
4秒前
4秒前
CAOHOU应助sasa采纳,获得10
4秒前
书桓发布了新的文献求助10
4秒前
天天快乐应助科研小白采纳,获得10
4秒前
李李李李李完成签到,获得积分10
5秒前
朴实一一完成签到 ,获得积分10
5秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
6秒前
西瓜完成签到,获得积分10
7秒前
如初完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
科研小白完成签到,获得积分10
8秒前
FashionBoy应助ww采纳,获得10
8秒前
飞快的盼易完成签到,获得积分10
8秒前
嘟嘟金子完成签到,获得积分10
8秒前
梅溪湖的提词器完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
12秒前
大力的馒头完成签到 ,获得积分10
12秒前
冷傲向松完成签到,获得积分10
12秒前
Yiyyan完成签到,获得积分10
13秒前
希望天下0贩的0应助wkyt采纳,获得10
13秒前
认真小海豚应助悠咪采纳,获得10
13秒前
smkmfy完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
George完成签到,获得积分10
14秒前
SciGPT应助搞怪莫茗采纳,获得10
15秒前
Sunshine完成签到,获得积分10
15秒前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
徐淮辽南地区新元古代叠层石及生物地层 500
Coking simulation aids on-stream time 450
北师大毕业论文 基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 390
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 360
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4015939
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3555887
关于积分的说明 11319237
捐赠科研通 3288997
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1812357
邀请新用户注册赠送积分活动 887882
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 812044