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Free Energies of the Disassembly of Viral Capsids from a Multiscale Molecular Simulation Approach
Indexado
WoS WOS:000516665600053
Scopus SCOPUS_ID:85078681763
DOI 10.1021/ACS.JCIM.9B00883
Año 2020
Tipo artículo de investigación

Citas Totales

Autores Afiliación Chile

Instituciones Chile

% Participación
Internacional

Autores
Afiliación Extranjera

Instituciones
Extranjeras


Abstract



Molecular simulations of large biological systems, such as viral capsids, remains a challenging task in soft matter research. On one hand, coarse-grained (CG) models attempt to make the description of the entire viral capsid disassembly feasible. On the other hand, the permanent development of novel molecular dynamics (MD) simulation approaches, like enhanced sampling methods, attempt to overcome the large time scales required for such simulations. Those methods have a potential for delivering molecular structures and properties of biological systems. Nonetheless, exploring the process on how a viral capsid disassembles by all-atom MD simulations has been rarely attempted. Here, we propose a methodology to analyze the disassembly process of viral capsids from a free energy perspective, through an efficient combination of dynamics using coarse-grained models and Poisson Boltzmann simulations. In particular, we look at the effect of pH and charge of the genetic material inside the capsid, and compute the free energy of a disassembly trajectory precalculated using CG simulations with the SIRAH force field. We used our multiscale approach on the Triatoma virus (TrV) as a test case, and find that even though an alkaline environment enhances the stability of the capsid, the resulting deprotonation of the genetic material generates a Coulomb-type electrostatic repulsion that triggers disassembly.

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Disciplinas de Investigación



WOS
Chemistry, Multidisciplinary
Computer Science, Interdisciplinary Applications
Computer Science, Information Systems
Chemistry, Medicinal
Scopus
Library And Information Sciences
Computer Science Applications
Chemistry (All)
Chemical Engineering (All)
SciELO
Sin Disciplinas

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Publicaciones WoS (Ediciones: ISSHP, ISTP, AHCI, SSCI, SCI), Scopus, SciELO Chile.

Colaboración Institucional



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Autores - Afiliación



Ord. Autor Género Institución - País
1 Martinez, Matias Hombre Universidad Técnica Federico Santa María - Chile
2 Cooper, Christopher D. Hombre Universidad Técnica Federico Santa María - Chile
Centro Científico Tecnológico de Valparaíso - Chile
3 Poma, Adolfo B. Hombre Polish Acad Sci - Polonia
Institute of Fundamental Technological Research of the Polish Academy of Sciences - Polonia
4 Guzman, Horacio Hombre Max Planck Inst Polymer Res - Alemania
Jozef Stefan Inst - Eslovenia
Max Planck Institute for Polymer Research - Alemania
Jozef Stefan Institute - Eslovenia
Institut "Jožef Stefan" - Eslovenia

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Origen de Citas Identificadas



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Citas Identificadas: 4.55 %
Citas No-identificadas: 95.45 %

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Citas identificadas: Las citas provienen de documentos incluidos en la base de datos de DATACIENCIA

Citas Identificadas: 4.55 %
Citas No-identificadas: 95.45 %

Financiamiento



Fuente
Slovenian Research Agency
Fondo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico
Comisión Nacional de Investigación Científica y Tecnológica
Deutsche Forschungsgemeinschaft
Comisión Nacional de Investigación Científica y Tecnológica
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, German Research Foundation)
Narodowe Centrum Nauki
Fondo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico
National Science Centre, Poland
Javna Agencija za Raziskovalno Dejavnost RS
CONICYT (Chile) through FONDECYT Iniciacion

Muestra la fuente de financiamiento declarada en la publicación.

Agradecimientos



Agradecimiento
The authors thank Matias Machado for providing us with initial configurations of the TrV capsids simulations and fruitful discussions regarding the SIRAH forcefield. In addition, the authors thank Torsten Stuehn, Tomasz Lipniacki and Simon Poblete for their feedback on the Manuscript. This research has been supported by the Slovenian Research Agency (Research Core Funding No. P1-0055); Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, German Research Foundation), Project Number 233630050, TRR 146; the National Science Centre, Poland, under Grant No. 2017/26/D/NZ1/00466, and by CONICYT (Chile) through FONDECYT Iniciacion No. 11160768 and Basal FB0821. The authors also thank the computer resources from CCTVa1 and MPCDF from the Max Planck Society.
The authors thank Matias Machado for providing us with initial configurations of the TrV capsids simulations and fruitful discussions regarding the SIRAH forcefield. In addition, the authors thank Torsten Stuehn, Tomasz Lipniacki and Simon Poblete for their feedback on the Manuscript. This research has been supported by the Slovenian Research Agency (Research Core Funding No. P1-0055); Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, German Research Foundation), Project Number 233630050, TRR 146; the National Science Centre, Poland, under Grant No. 2017/26/D/NZ1/00466, and by CONICYT (Chile) through FONDECYT Iniciación No. 11160768 and Basal FB0821. The authors also thank the computer resources from CCTVal and MPCDF from the Max Planck Society.

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