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Interpretation of Solution X-ray scattering Data by Explicit-Solvent Molecular Dynamics

Jeudi 13 novembre 2014 11:00 - Duree : 1 heure
Lieu : Auditorium, Central Building, ESRF - 71 avenue des Martyrs - Grenoble

Orateur : Jochen HUB (University of Göttingen)

Small and wide angle X-ray scattering (SWAXS) and molecular dynamics (MD) simulations are complementary approaches that probe conformational transitions of biomolecules in solution, even in a time-resolved manner. However, the structural interpretation of the scattering signals is challenging, while MD simulations frequently suffer from incomplete sampling or from a force field bias.

To combine the advantages of both techniques, we present a method that incorporates solution scattering data as a differentiable energetic restraint into explicit-solvent MD simulations, termed SWAXS-driven MD, with the aim to direct the simulation into conformations satisfying the experimental data. Because the calculations fully rely on explicit solvent, no fitting parameters associated with the solvation layer or excluded solvent are required, and the calculations remain valid at wide angles.

The complementarity of SWAXS and MD is illustrated using three biological examples, namely a periplasmic binding protein, aspartate carbamoyltransferase, and a nuclear exportin. The examples suggest that SWAXS-driven MD is capable of refining structures against SWAXS data without foreknowledge of possible reaction paths. In turn, the SWAXS data accelerates conformational transitions in MD simulations and reduces the force field bias.

A possible extension of the methods towards anisotropic X-ray scattering data is discussed.

Contact : ferrero@esrf.fr

Discipline évènement : (Physique)
Entité organisatrice : (ESRF)
Nature évènement : (Séminaire)
Evènement répétitif : (SciSoft coffee meeting)
Site de l'évènement : Polygone scientifique

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