Novos termos de energia para modelos de proteínas reduzidos implementados em um campo de força fora de rede

Resumo A parameterização e cálculos de teste de um modelo de proteína reduzido com novos termos de energia são apresentados. Os novos termos de energia mantêm as propriedades estéricas e os graus de liberdade mais significativos das cadeias laterais de proteínas de maneira eficiente, utilizando apenas de um a três átomos virtuais por resíduo de aminoácido. Os termos de energia são implementados em um campo de força contendo elementos de estrutura secundária pré-definidos como restrições, termos de interação eletrostática, e um termo de área de superfície acessível ao solvente para incluir o efeito da solvatação. No campo de força, as unidades peptídicas da cadeia principal são modeladas como dipolos elétricos, que têm direções constantes em α-hélices e β-folhas e direções dependentes de conformação variáveis em laços. As estruturas secundárias de proteínas podem ser facilmente modeladas usando estes termos de dipolo. Os parâmetros do campo de força foram derivados usando um grande conjunto de estruturas de proteínas experimentais e refinados minimizando os erros RMS entre as estruturas experimentais e as estruturas geradas usando simulações de dinâmica molecular. O erro médio final em RMS foi de 3,7 Å para os átomos virtuais da cadeia principal (átomos C α) e 4,2 Å para todos os átomos virtuais para um conjunto de teste de 10 proteínas com 58–294 resíduos de aminoácidos. O campo de força foi testado ainda mais com um conjunto de teste substancialmente maior de 608 proteínas, resultando em precisão um pouco menor. As capacidades de reconhecimento de dobra do campo de força também foram avaliadas usando um conjunto de 27.814 estruturas de isômeros mal dobrados. © 2001 John Wiley & Sons, Inc. J Comput Chem 22: 1229–1242, 2001