Dynamical models of bio-molecular systems from constrained molecular dynamics simulations
Abstract: The simulation of bio-molecular systems, such as small peptides or larger proteins, can be facilitated by an enhanced sampling, achieved via pulling along a pre-selected reaction coordinate, enforcing rare system motions.
From such biased dynamics in combination with the work done on the system, the complex motion of these systems can be described by only a small number of important collective variables, as a random walk along a free energy surface, dampened by frictional forces.
We here extend a theoretical framework dedicated to the estimation of the determining fields for building a simple model of the unbiased dynamics. The collective variables can be determined and the corresponding free energy landscape can be readily computed from the biased data. We also discuss how the frictional forces can be modelled from the rate of change of the work distribution, considering a variety of different exemplary bio-molecular systems
Abstract: Simulationen von bio-molekularen Systemen, wie z.B. kleine Peptide oder größere Proteine, können beschleunigt werden, indem durch das Ziehen an einer vorgegebenen Reaktionskoordinate Bewegungsabläufe erzwungen wer- den, die sonst nur selten auftreten würden.
Unter Berücksichtigung der dabei verrichteten Arbeit ist es möglich, mit- hilfe dieser getriebenen Simulationen komplexe Systembewegungen zu be- schreiben, die durch wenige wichtige kollektive Variablen als durch Reibungs- kräfte gedämpfte Zufallsbewegung innerhalb einer Freien Energielandschaft dargestellt wird.
Hier erweitern wir den theoretischer Rahmen zur Abschätzung der Felder, aus denen solch ein einfaches Modell zur Beschreibung der unbeeinflussten Dynamik erstellt werden kann. Die kollektiven Variablen und die entspre- chende Freie Energielandschaft können direkt aus den Zugsimulationen bes- timmt werden. Eine Modellierung der Reibungskräfte durch die Änderungs- rate der Arbeitsverteilung wird anhand einer Vielzahl von verschiedenen bio- molekularen Beispielsystemen erörtert
- Standort
-
Deutsche Nationalbibliothek Frankfurt am Main
- Umfang
-
Online-Ressource
- Sprache
-
Englisch
- Anmerkungen
-
Universität Freiburg, Dissertation, 2022
- Schlagwort
-
Molekulardynamik
Computersimulation
- Ereignis
-
Veröffentlichung
- (wo)
-
Freiburg
- (wer)
-
Universität
- (wann)
-
2023
- Urheber
- Beteiligte Personen und Organisationen
- DOI
-
10.6094/UNIFR/233759
- URN
-
urn:nbn:de:bsz:25-freidok-2337597
- Rechteinformation
-
Open Access; Der Zugriff auf das Objekt ist unbeschränkt möglich.
- Letzte Aktualisierung
-
25.03.2025, 13:46 MEZ
Datenpartner
Deutsche Nationalbibliothek. Bei Fragen zum Objekt wenden Sie sich bitte an den Datenpartner.
Beteiligte
Entstanden
- 2023
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