Efficient sampling of high-dimensional free energy landscapes using adaptive reinforced dynamics

元动力学 能源景观 计算机科学 折叠(DSP实现) 扁桃体 能量(信号处理) 分子动力学 自适应采样 采样(信号处理) 效率低下 构造(python库) 聚类分析 统计物理学 算法 计算科学 数学 物理 计算化学 人工智能 统计 化学 微观经济学 经济 程序设计语言 肽 工程类 电气工程 滤波器(信号处理) 热力学 核磁共振 计算机视觉 蒙特卡罗方法
作者
Dongdong Wang,Yanze Wang,Junhan Chang,Linfeng Zhang,Handong Wang,E Weinan
出处
期刊:Nature Computational Science [Nature Portfolio]
卷期号:2 (1): 20-29 被引量:78
标识
DOI:10.1038/s43588-021-00173-1
摘要

Enhanced sampling methods such as metadynamics and umbrella sampling have become essential tools for exploring the configuration space of molecules and materials. At the same time, they have long faced a number of issues such as the inefficiency when dealing with a large number of collective variables (CVs) or systems with high free energy barriers. In this work, we show that with \redc{the clustering and adaptive tuning techniques}, the reinforced dynamics (RiD) scheme can be used to efficiently explore the configuration space and free energy landscapes with a large number of CVs or systems with high free energy barriers. We illustrate this by studying various representative and challenging examples. Firstly we demonstrate the efficiency of adaptive RiD compared with other methods, and construct the 9-dimensional free energy landscape of peptoid trimer which has energy barriers of more than 8 kcal/mol. We then study the folding of the protein chignolin using 18 CVs. In this case, both the folding and unfolding rates are observed to be equal to 4.30~$\mu s^{-1}$. Finally, we propose a protein structure refinement protocol based on RiD. This protocol allows us to efficiently employ more than 100 CVs for exploring the landscape of protein structures and it gives rise to an overall improvement of 14.6 units over the initial Global Distance Test-High Accuracy (GDT-HA) score.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Hmzek完成签到,获得积分10
1秒前
微笑萝完成签到,获得积分10
1秒前
王悦靓完成签到,获得积分10
2秒前
太微北发布了新的文献求助10
2秒前
Woob完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
july发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
4秒前
4秒前
4秒前
正直薯片完成签到,获得积分10
5秒前
liao发布了新的文献求助10
5秒前
阳光完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
宓函完成签到,获得积分10
6秒前
zero完成签到,获得积分10
7秒前
拾草发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
CDC发布了新的文献求助10
7秒前
防御发布了新的文献求助30
7秒前
8秒前
zhurc完成签到,获得积分10
8秒前
AAA147258完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
1256完成签到,获得积分10
9秒前
XU2025完成签到 ,获得积分10
9秒前
WW完成签到,获得积分20
10秒前
lululuao发布了新的文献求助10
10秒前
刘山雨发布了新的文献求助10
11秒前
枫祭雨发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
12秒前
12秒前
AMT完成签到,获得积分20
12秒前
13秒前
Zr完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
14秒前
梦想完成签到,获得积分10
14秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Aspects of Post-SPE Phonology 2000
Performance standards for antimicrobial disk and dilution susceptibility tests for bacteria isolated from animals 888
Rosenblum, Global Change Biology 800
Holistic Discourse Analysis, Second Edition by Robert E. Longacre (2012-09-10) 666
Final Report for the 2-D Test of Model 901 Rotor and Wing Airfoils (BSWT 592) 528
Berberine regulates the TLR4 signaling pathway to suppress hypoxia-induced proliferation and migration of pulmonary arterial smooth muscle cells 520
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 物理 有机化学 化学工程 内科学 生物化学 复合材料 催化作用 心理学 细胞生物学 无机化学 电极 光电子学 人工智能
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7888889
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9400651
关于积分的说明 20841284
捐赠科研通 7491661
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3357355
关于科研通互助平台的介绍 2495927
邀请新用户注册赠送积分活动 2385664