Hydration of a B–DNA fragment in the method of atom–atom correlation functions with the reference interaction site model approximation

Тихонов, Д. А.; Polozov, R. V.; Timoshenko, E. G.; Kuznetsov, Yu. А.; Gorelov, Alexander; Dawson, Kenneth A.

doi:10.1063/1.476704

Cited by 9 publications

(11 citation statements)

References 50 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Во-первых, в большой глобулярной молекуле много приблизительно одинаковых расстояний, так как длины ковалентных связей могут варьироваться лишь в узких пределах. Округлив расстояния до некоторой наперед заданной точности, сведем весь набор межатомных расстояний к небольшому набору неэквивалентных расстояний [9,10]. Во-вторых, для далеких друг от друга атомов можно ослабить внутримолекулярные корреляции, так как взаимное влияние таких атомов мало.…”

Section: детали усреднения матрицы внутримолекулярных корреляцийunclassified

An Averaged Over Molecular Trajectories Method of Integral Equations of the Theory of Liquids in RISM Approximation

Тихонов¹

2010

Math.Biol.Bioinf.

View full text Add to dashboard Cite

Аннотация. Предложен новый подход к исследованию влияния растворителя на молекулярные системы, основанный на теории интегральных уравнений теории жидкостей в приближении RISM. Получено новое интегральное уравнение, в котором матрица внутримолекулярных корреляций усредняется по молекулярным траекториям, рассчитываемым методом молекулярной динамики. Такой способ позволяет учитывать подвижность растворенных молекул при оценках эффекта сольватации. Выполнено сравнение результатов полученных в рамках нового подхода со стандартными расчетами средних по траектории термодинамических величин на примере пептида окситоцина. Показано, что все структурные и термодинамические параметры сольватации пептида, полученные в рамках нового метода, лежат в интервале статистической погрешности при усреднении по траектории.Ключевые слова: гидратация макромолекул, стационарная динамическая траектория, термодинамика, интегральные уравнения теории жидкостей, RISM. ВВЕДЕНИЕМетод интегральных уравнений теории жидкостей в приближении RISM (Reference Interaction Site Model) [1] является одним из теоретических методов для исследования сольватации молекул. В приближении бесконечного разбавления [2], когда плотностью раствора мы можем пренебречь, метод RISM позволяет найти атом-атомные корреляционные функции раствор-растворитель и по ним рассчитать термодинамику сольватации, в частности энергию Гиббса. «Входными данными» теории RISM, помимо потенциалов атом-атомного взаимодействия, является геометрия молекулы раствора, а точнее, матрица межатомных расстояний. Таким образом, корреляционные функции и термодинамика сольватации, найденные как решения уравнений RISM, сопоставляются единственной жесткой геометрии растворенной молекулы. Известно, однако, что большие молекулы при комнатной температуре обладают значительной подвижностью, и даже в равновесном состоянии их геометрия постоянно изменяется, а значит, это необходимо учитывать при анализе термодинамики сольватации.Можно учесть влияние флуктуаций геометрии молекулы на термодинамику сольватации, если выполнить RISM-расчет для каждой геометрической конфигурации молекулы, а затем вычислить среднее значение энергии Гиббса по всей динамической траектории. Геометрические конфигурации легко получить при помощи молекулярно-динамического моделирования. Такой трудоемкий способ использован в работе [3] для * dmitry

show abstract

Section: детали усреднения матрицы внутримолекулярных корреляцийunclassified

An Averaged Over Molecular Trajectories Method of Integral Equations of the Theory of Liquids in RISM Approximation

Тихонов¹

2010

Math.Biol.Bioinf.

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…This resource is a logical extension of a previously created database [5] (http://www.rismproteins.org), which contains computations of hydration properties of some proteins.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Online resource for theoretical study of hydration of biopolymers

Sobolev

Тихонов

2008

SAR and QSAR in Environmental Research

View full text Add to dashboard Cite

An online resource has been developed for the theoretical study of hydration of biopolymers by the RISM (Reference Interaction Site Model) method, deriving from the integral equation theory of liquids. The online resource is based upon original software developed by the authors and includes all steps in studying a biopolymer with a given spatial structure and force field. It prepares the input data and carries out the RISM calculation yielding the atom-atom correlation functions of the biopolymer with water as solvent. From these functions the algorithm finds atomic partial contributions to the hydration free energy using various free energy expressions from integral equation theory. The calculated results are automatically recorded in a database, and become available on the website as tables of partial thermodynamic quantities. In addition, the website displays an interactive 3D model of a given molecule, the atoms of which can be painted in different colors in accordance with their partial contributions to the thermodynamic quantity chosen by the user. The user can interactively choose atoms on this molecule and their correlation functions will be displayed. The aim of our work was to develop and present a publicly-accessible resource on the basis of original software which could be used for scientific and educational purposes.

show abstract

“…Уравнения RISM успешно применяли для решения ряда биофизических задач. Например, с их помощью изучали свободную энергию белка мелитина [5], микроструктуру растворителя вокруг ДНК [6] и конформационную устойчивость пептидов мет-энкефалина и C-пептида в воде, метаноле и этаноле [7].…”

Section: Introductionunclassified

RISM integral equation theory in study of thermodynamics of self-assembling ionic peptides

Sobolev¹

2012

Math.Biol.Bioinf.

View full text Add to dashboard Cite

Аннотация. Для изучения термодинамических характеристик комплексов самоорганизующихся ионных пептидов была применена модификация метода RISM с использованием средней матрицы внутримолекулярных корреляционных функций. Данный подход эффективен при анализе, как свободной энергии, так и структуры сольватной области макромолекул, для которых существует большие выборки конфигурационных состояний. Для расчетов свободной энергии, наряду с приближенными формулами был использован метод численного термодинамического интегрирования. Сравнение результатов расчетов свободной энергии разными способами показало, что использование метода термодинамического интегрирования позволяет получить наиболее адекватные величины энергий взаимодействия пептидных наноструктур в составе протофиламента. Сделаны выводы о применимости различных способов вычисления величин свободной энергии для изучения ионных пептидов и их комплексов.Ключевые слова: интегральные уравнения, теория жидкостей, RISM, средняя матрица, энергия Гиббса, самоорганизующиеся структуры, ионные пептиды.

show abstract

Hydration of a B–DNA fragment in the method of atom–atom correlation functions with the reference interaction site model approximation

Cited by 9 publications

References 50 publications

An Averaged Over Molecular Trajectories Method of Integral Equations of the Theory of Liquids in RISM Approximation

An Averaged Over Molecular Trajectories Method of Integral Equations of the Theory of Liquids in RISM Approximation

Online resource for theoretical study of hydration of biopolymers

RISM integral equation theory in study of thermodynamics of self-assembling ionic peptides

Contact Info

Product

Resources

About