Graph Clustering Analyses of Discontinuous Molecular Dynamics Simulations: Study of Lysozyme Adsorption on a Graphene Surface

分子动力学 自编码 生物分子 吸附 聚类分析 堆积 石墨烯 材料科学 生物系统 纳米技术 化学 化学物理 计算机科学 人工智能 计算化学 深度学习 生物 有机化学
作者
Jing Chen,Enze Xu,Yong Wei,Minghan Chen,Tao Wei,Size Zheng
出处
期刊:Langmuir [American Chemical Society]
卷期号:38 (35): 10817-10825 被引量:11
标识
DOI:10.1021/acs.langmuir.2c01331
摘要

Understanding the interfacial behaviors of biomolecules is crucial to applications in biomaterials and nanoparticle-based biosensing technologies. In this work, we utilized autoencoder-based graph clustering to analyze discontinuous molecular dynamics (DMD) simulations of lysozyme adsorption on a graphene surface. Our high-throughput DMD simulations integrated with a Go̅-like protein–surface interaction model makes it possible to explore protein adsorption at a large temporal scale with sufficient accuracy. The graph autoencoder extracts a low-dimensional feature vector from a contact map. The sequence of the extracted feature vectors is then clustered, and thus the evolution of the protein molecule structure in the absorption process is segmented into stages. Our study demonstrated that the residue–surface hydrophobic interactions and the π–π stacking interactions play key roles in the five-stage adsorption. Upon adsorption, the tertiary structure of lysozyme collapsed, and the secondary structure was also affected. The folding stages obtained by autoencoder-based graph clustering were consistent with detailed analyses of the protein structure. The combination of machine learning analysis and efficient DMD simulations developed in this work could be an important tool to study biomolecules' interfacial behaviors.

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
ZhouZhou发布了新的文献求助10
1秒前
CodeCraft应助郭萌采纳,获得10
1秒前
嘘嘘发布了新的文献求助20
1秒前
112我的完成签到,获得积分10
1秒前
Akim应助张张洼采纳,获得10
1秒前
赘婿应助hanli采纳,获得10
2秒前
kingwhitewing完成签到,获得积分10
2秒前
xiaoxiao完成签到,获得积分10
2秒前
know发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
2秒前
3秒前
领导范儿应助Jason采纳,获得10
3秒前
4秒前
顾矜应助王饱饱采纳,获得10
4秒前
从容不弱完成签到,获得积分10
5秒前
柒z发布了新的文献求助10
5秒前
Lucas应助俊秀的阁采纳,获得10
5秒前
细心的代天完成签到 ,获得积分10
5秒前
6秒前
6秒前
xiaoxiao发布了新的文献求助10
6秒前
zhanghao发布了新的文献求助10
7秒前
123应助ZhouZhou采纳,获得10
7秒前
7秒前
雷朋完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
8秒前
英俊的铭应助know采纳,获得10
8秒前
8秒前
9秒前
萨芬完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
10秒前
10秒前
10秒前
机灵猕猴桃完成签到 ,获得积分10
10秒前
jizy发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
彩虹捕手发布了新的文献求助10
11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
Binary Alloy Phase Diagrams, 2nd Edition 6000
Encyclopedia of Reproduction Third Edition 3000
Comprehensive Methanol Science Production, Applications, and Emerging Technologies 2000
化妆品原料学 1000
The Political Psychology of Citizens in Rising China 800
1st Edition Sports Rehabilitation and Training Multidisciplinary Perspectives By Richard Moss, Adam Gledhill 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5637232
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4743065
关于积分的说明 14998575
捐赠科研通 4795529
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2561991
邀请新用户注册赠送积分活动 1521497
关于科研通互助平台的介绍 1481513