Improving All-Atom Molecular Dynamics Models for Quantitative Prediction of Nanopore Blockade Current
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Le résumé fourni par la source
All-atom molecular dynamics has become an indispensable tool in development of nanopore sensors of biological information. In a typical nanopore experiment, measurements of ionic current flowing through a nanopore report on the chemical structure of biomolecules that pass through the nanopore. Such experiments alone are often insufficient to relate the structure of the biomolecules to the ionic current modulations. The molecular dynamics method can establish such a relationship directly through a brute force simulation under applied electric field. Here, we examine the ability of molecular dynamics force fields to reproduce experimentally measured nanopore blockade currents produced by single-stranded DNA. Our simulations show that none of the "off the shelf" force fields (CHARMM36, AMBER Parmbsc1 and DES-AMBER) is capable of reproducing experimental data with the desired level of accuracy. To improve the accuracy, we examined and refined interactions between ions, protein nanopores and DNA, guided by experiments designed specifically for this purpose. Ultimately, the introduction of surgical corrections to non-bonded interactions within the CHARMM36 force field produced a favorable agreement between simulation and experiment. This refined parameterization, initially developed for nanopore sensing simulations, may have broader applications in computational studies of DNA-protein systems.
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Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- Improving All-Atom Molecular Dynamics Models for Quantitative Prediction of Nanopore Blockade Current
- Date Crossref
- 14/06/2026
- Éditeur
- openRxiv
- Type
- posted-content
Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.
Où se fait cette recherche
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University of Illinois Urbana-Champaign pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Urbana University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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University of Massachusetts Amherst Department of Chemistry pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Beckman Institute for Advanced Science and Technology pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Center for Biophysics and Computational Biology pays non établi dans la noticeInstitution
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University of Illinois at Urbana-Champaign Department of Physics pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
University of Illinois Urbana-Champaign, Urbana University et Department of Chemistry — University of Massachusetts Amherst, avec 3 autres affiliations.
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