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标题: 求助含有锌离子的蛋白质的分子动力学模拟后蛋白质结构完全散掉 [打印本页]

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Author: Loading0760 时间: 2024-9-10 17:25
标题: 求助含有锌离子的蛋白质的分子动力学模拟后蛋白质结构完全散掉
本帖最后由 Loading0760 于 2024-9-11 11:50 编辑

老师们好,我最近在计算含有金属离子(锌, +2价)的蛋白质的分子动力学,使用的软件的GROMACS2024,利用CHARMM-GUI的Solution Builder构建的模型,没有进行多余的处理,就直接跑production部分了.
下图是100 ns模拟后的结构对比,去除水和中和离子, 右图为100 ns后的结构,可以看到蛋白质结构已经完全散掉了.
想请问一下各位老师, 这种情况应该怎么解决, 我个人初步分析是由于局部电荷初始的时候太集中了,简而言之,4个锌离子加起来的总电荷高达+8,导致后续模拟蛋白质结构破坏.

(, 下载次数 Times of downloads: 5)

图中,
A 初始结构
B step4.0_minimization后结构
C step4.1_equilibration后结构
D 100 ns的md后的结构

(, 下载次数 Times of downloads: 4)
蛋白质5WLM :绿色为氧与锌的连线,距离2.3 Å ;黄色为ASP的羧基氧与锌的连线,距离1.9 Å
线为本人自己画的,仅供可视化时参考,实际并不成键.

作者
Author: student0618 时间: 2024-9-10 17:35
先检查一下和Zn离子作用的残基，会不会是加氢加到coordination的地方令em时跑开了？

作者
Author: Loading0760 时间: 2024-9-10 17:54

student0618 发表于 2024-9-10 17:35
先检查一下和Zn离子作用的残基，会不会是加氢加到coordination的地方令em时跑开了？

您好,补充了不同时间段的结构

与Zn离子作用的氨基酸应该是HIS,将其质子化状态考虑为HSE,也就是δ位置的氮原子被质子化,与Zn离子更近的氮原子未质子化

作者
Author: fffff 时间: 2024-9-10 18:18
考虑使用约束模型或者使用sobtop/MCPB构建金属离子成键模型

作者
Author: sobereva 时间: 2024-9-11 00:00
如置顶的新社员必读贴、论坛首页的公告栏、版头的红色大字非常明确所示，求助帖必须在帖子标题明确体现出此帖内容是求助或提问，并清楚、准确反映出帖子具体内容，避免有任何歧义和含糊性，仔细看http://bbs.keinsci.com/thread-9348-1-1.html。我已把你的不恰当标题 “含有金属离子的蛋白质的分子动力学模拟” 改了，以后务必注意

弄清楚初始的模型是否靠谱、Zn2+周围残基的质子化状态、溶剂环境这些问题。如果没有负电荷产生抗衡作用，四个Zn2+挤在一起必然容易分离开。必要时可以先加一些限制/约束跑一阵子然后再放开

作者
Author: Loading0760 时间: 2024-9-11 11:30

fffff 发表于 2024-9-10 18:18
考虑使用约束模型或者使用sobtop/MCPB构建金属离子成键模型

考虑使用约束模型吧,成键模型不太合适,因为没有成键.

作者
Author: Loading0760 时间: 2024-9-11 11:42

sobereva 发表于 2024-9-11 00:00
如置顶的新社员必读贴、论坛首页的公告栏、版头的红色大字非常明确所示，求助帖必须在帖子标题明确体现出此 ...

好的老师,第一次发帖,下次一定注意.
我看了一下相关的文献,PDBID:5WLM. 他是四个锌周围有ASP,还有游离氧,示意图已在提问中补充.这两个的作用使得局部电荷为0.如果想构建这样的体系,游离氧在分子动力学里怎么描述 ?是否需要QM/MM呢?

作者
Author: sobereva 时间: 2024-9-11 11:50

Loading0760 发表于 2024-9-11 11:42
好的老师,第一次发帖,下次一定注意.
我看了一下相关的文献,PDBID:5WLM. 他是四个锌周围有ASP,还有游离氧 ...

游离氧可能主要是氢氧根形式存在，可以再查查相关资料，这种情况用sobtop做一个OH-的拓扑文件就行

作者
Author: Loading0760 时间: 2024-9-13 10:44

sobereva 发表于 2024-9-11 11:50
游离氧可能主要是氢氧根形式存在，可以再查查相关资料，这种情况用sobtop做一个OH-的拓扑文件就行

不太行啊，社长。这个真的就是二价氧，那个区域，两个锌+8价的电荷。
四个谷氨酸，其以阴离子形式存在（-4），加上两个二价氧（-4），刚好是中和了，蛋白质就稳定。感觉是不是得上QM来描述这个区域了。

作者
Author: sobereva 时间: 2024-9-13 15:48

Loading0760 发表于 2024-9-13 10:44
不太行啊，社长。这个真的就是二价氧，那个区域，两个锌+8价的电荷。
四个谷氨酸，其以阴离子形式存在（ ...

如果是二价氧，那就不算游离了，而是桥联。这需要结合bond项把Zn和O部分当做一个准刚性的簇对待

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