Task10¶

Расчет изменение конформации CDRH3 петли антитела с помощью вычислений метадинамики.¶

Антитело при связывании с антигеном претерпевает большие структурные изменения, в особенности в конформации петли CDRH3. Предсказание такой bound-конформации молекулы антитела может помочь в более детальном изучении белок-белковых взаимодействий антитело-антиген. Для решения данной задачи можно воспользоваться метадинамикой.

Метадинамика — неравновесный метод молекулярного моделирования, суть которого заключается в добавлении в ходе траектории смещающего потенциала, за счет чего система гораздо быстрее оказывается в своих редких конформационных состояниях. Тем самым, можно гораздо быстрее просканировать все поверхность потенциальной энергии комплекса.

Важной особенностью метадинамики является выбор так называемых коллективных переменных системы. Коллективные переменные — сложным языком это некоторые функции от координат атомов белковой молекулы. Простым языком — параметры, позволяющие рационально описать интересующее нас состояние системы. Например, это могут быть расстояние между молекулами комплекса, различные торсионные углы или значение RMSD атомов. Таким образом:

цель работы — с помощью метадинамики получить поверхность свободной энергии по двум коллективным переменным, на которой будут обнаружены минимумы, соответствующие различным конформациям молекулы антитела. (в нашем случае, ожидаем bound и unbound состояния).

• подготовка структур для МД.
• подготовка конфигурационного файла для метадинамики, запуск метадинамики.
• проверка сэмплируемости пространства, сходимости добавленного потенциала, сходимости минимумов свободной энергии.
• анализ траектории, поверхности свободной энергии, извлечение структур, соответствующих минимумам свободной энергии.

Входные файлы:

• файлы PDB структур (PDB: 3HI5 (unbound) — для запуска, PDB: 3HI6 (bound) — для проверки!).
• конфигурационные файлы .mdp для минимизации, уравновешивания и основного запуска. Для метадинамики.
  Конфигурационный файл для перевзвешивания .