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 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,Han Wang,E Weinan
出处
期刊:Nature Computational Science [Nature Portfolio]
卷期号:2 (1): 20-29 被引量:75
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
2秒前
2秒前
3秒前
啊实打实大师完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
姜姜姜发布了新的文献求助10
4秒前
人间观察者完成签到 ,获得积分10
5秒前
打打应助天真的之柔采纳,获得10
6秒前
甜豆沙发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
GA发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
orixero应助专注的语堂采纳,获得10
9秒前
无情干饭崽完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
11秒前
Huang完成签到 ,获得积分0
11秒前
安静的剑完成签到,获得积分10
11秒前
蒲月初七发布了新的文献求助10
12秒前
开心诗云完成签到 ,获得积分10
12秒前
13秒前
江江江关注了科研通微信公众号
13秒前
安静的剑发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
磊少发布了新的文献求助10
16秒前
汉堡包应助leibo1994采纳,获得10
16秒前
YPHCC发布了新的文献求助10
16秒前
李健应助如意的雅蕊采纳,获得10
16秒前
Alphaz9918发布了新的文献求助10
17秒前
zswzsw完成签到,获得积分20
18秒前
19秒前
20秒前
20秒前
21秒前
22秒前
湘华发布了新的文献求助10
23秒前
打打应助安静采纳,获得10
23秒前
24秒前
鲤鱼发布了新的文献求助10
25秒前
LT发布了新的文献求助10
25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
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 2000
Picture this! Including first nations fiction picture books in school library collections 1500
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Unlocking Chemical Thinking: Reimagining Chemistry Teaching and Learning 555
Rheumatoid arthritis drugs market analysis North America, Europe, Asia, Rest of world (ROW)-US, UK, Germany, France, China-size and Forecast 2024-2028 500
17α-Methyltestosterone Immersion Induces Sex Reversal in Female Mandarin Fish (Siniperca Chuatsi) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6365528
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8179471
关于积分的说明 17241647
捐赠科研通 5420526
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2868014
邀请新用户注册赠送积分活动 1845219
关于科研通互助平台的介绍 1692636