The study of phenomena such as protein folding and conformational changes in molecules is a central theme in chemical physics. Molecular dynamics (MD) simulation is the primary tool for the study of transition processes in biomolecules, but it is hampered by a huge timescale gap between the processes of interest and atomic vibrations which dictate the time step size. Therefore, it is imperative to combine MD simulations with other techniques in order to quantify the transition processes taking place on large timescales. In this work, the diffusion map with Mahalanobis kernel, a meshless approach for approximating the Backward Kolmogorov Operator (BKO) in collective variables, is upgraded to incorporate standard enhanced sampling techniques such as metadynamics. The resulting algorithm, which we call the "target measure Mahalanobis diffusion map" (tm-mmap), is suitable for a moderate number of collective variables in which one can approximate the diffusion tensor and free energy. Imposing appropriate boundary conditions allows use of the approximated BKO to solve for the committor function and utilization of transition path theory to find the reactive current delineating the transition channels and the transition rate. The proposed algorithm, tm-mmap, is tested on the two-dimensional Moro-Cardin two-well system with position-dependent diffusion coefficient and on alanine dipeptide in two collective variables where the committor, the reactive current, and the transition rate are compared to those computed by the finite element method (FEM). Finally, tm-mmap is applied to alanine dipeptide in four collective variables where the use of finite elements is infeasible.


翻译:分子动态模拟(MD)模拟(MD)是研究生物分子质的转变过程的主要工具,但是由于兴趣过程和原子振动过程之间的时间尺度差距巨大,从而决定了时间步骤的大小,因此,必须把MD模拟与其他技术结合起来,以便量化在大型时间尺度上进行的转变过程。在这项工作中,与Mahalanobis内核(在集体变量中对后向的Kolmogorov接线员(BKO)采用无间歇性方法)的传播地图,这是研究生物分子质的转变过程的主要工具,但模型模拟(MD)是研究生物体质的转变过程与原子振动过程之间的巨大时间尺度差距,因此,我们称之为“目标测量Mahalanobis扩散图”(tm-mmap)”的计算方法,适合数量适度的集体变异变数,其中一个人可以近似散度和自由能量。在这项工作中,使用可比较的BKO来解决承诺函数,并使用过渡路径理论,以便找到当前对正向性Fideoride变量的变数变量的变数,在两个变数轨道上,这些变数的变数法在两个变数法中,这些变数法中,这些变数法的变数法是用来测试。

0
下载
关闭预览

相关内容

Processing 是一门开源编程语言和与之配套的集成开发环境(IDE)的名称。Processing 在电子艺术和视觉设计社区被用来教授编程基础,并运用于大量的新媒体和互动艺术作品中。
【2022新书】机器学习中的统计建模:概念和应用,398页pdf
专知会员服务
136+阅读 · 2022年11月5日
不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
73+阅读 · 2022年6月28日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
78+阅读 · 2020年7月26日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Workshop
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月2日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年12月22日
VIP会员
相关资讯
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Workshop
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月2日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员