求助关于配体释放过程的自由能计算

退休老干部

最近读了这篇文献（https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jctc.1c00924?ref=pdf，pdf在附件)，对配体释放过程的自由能计算部分比较感兴趣。主要原理是：先用他们自己开发的程序去获取配体释放的关键CV，并且得到了一个初始释放路径，然后在初始路径上分成100个窗口，对每个CV施加偏置势，不断地迭代优化每个CV值，最后得到一个收敛的释放路径。有点不太懂他们这个路径怎么用数学表达的？即做自由能图的时候反应坐标是什么？
给通讯作者发了邮件，无回音，迫切地想知道答案，望能得到路过的大佬解答！感激不尽！

Daniel_Arndt

我看了一下这篇文章的摘要，看了一下你的问题。你可能是不了解finite-temperature string。这个方向，鄂维南贡献不小，我记得不错的话。你可以搜索相应的文章。有个做增强采样的软件的文档里有简单的介绍， https://ssagesproject.github.io/ ... ature%20String.html 。

退休老干部

Daniel_Arndt 发表于 2023-2-4 04:08
我看了一下这篇文章的摘要，看了一下你的问题。你可能是不了解finite-temperature string。这个方向，鄂维 ...

谢谢你的解答！FTSM确实是鄂维南他们开发的，你发的这个链接我也看到过，我现在的问题是如何利用FTSM 采样的结果去构造平均力势，我对这个不是很理解。
这篇文章里把每个窗口每个CV都施加了简谐势，通过多项式拟合的方法更新每一轮每一个窗口每一个CV的位置，以得到一个收敛的自由能面。我的理解是这其实是一个混合FTSM方法的多维伞形采样，对于多维的反应坐标如何映射到一维，得到平均力势呢？我没有找到这方面的例子。

退休老干部

@fhh2626 付博士您好！请问一下有关于多维反应坐标映射到一维来构造平均力势的方法嘛？谢谢！

fhh2626

退休老干部 发表于 2023-2-4 13:40
@fhh2626 付博士您好！请问一下有关于多维反应坐标映射到一维来构造平均力势的方法嘛？谢谢！

投影过程就是对exp(-dG/RT)的加权平均

fhh2626

退休老干部 发表于 2023-2-4 13:40
@fhh2626 付博士您好！请问一下有关于多维反应坐标映射到一维来构造平均力势的方法嘛？谢谢！

另外视情况而定，也可以寻找一维的最低自由能反应路径
http://bbs.keinsci.com/forum.php ... &highlight=MULE

退休老干部

fhh2626 发表于 2023-2-5 10:47
另外视情况而定，也可以寻找一维的最低自由能反应路径
http://bbs.keinsci.com/forum.php?mod=viewthrea ...

这个我也看到过，但是感觉不太适合我的体系。我是想研究配体的释放过程，而这个配体暴露在蛋白质表面，解离通道未知。于是我用了一楼里提到的文章的方法，先用拉伸动力学把配体拉出来，在这个过程中迭代计算配体和蛋白质之间重原子之间的距离，把满足条件的原子对选入到CV中。最后计算整个解离过程每个CV的值，然后利用多项式拟合的方法确定接下来混合finite temperature string method的伞形采样方法的CV值，以此迭代循环得到最小自由能路径。
我不太懂他们最后怎么统计采样结果得到最后的自由能图像的，这种多维的伞形采样可以映射到一维吗？

fhh2626

退休老干部 发表于 2023-2-5 23:41
这个我也看到过，但是感觉不太适合我的体系。我是想研究配体的释放过程，而这个配体暴露在蛋白质表面，解 ...

对exp(-dG/RT)的加权平均

退休老干部

fhh2626 发表于 2023-2-6 09:47
对exp(-dG/RT)的加权平均

好的谢谢，可能我还是要尝试推导一下公式

Daniel_Arndt

退休老干部 发表于 2023-2-5 23:41
这个我也看到过，但是感觉不太适合我的体系。我是想研究配体的释放过程，而这个配体暴露在蛋白质表面，解 ...

我看了你的回复后，有点困惑。你是想照着文献实现一个较为复杂的方法，还是说单纯地研究一个配体的释放过程？正常来讲，要么是面临一个问题后，去探索不同的解决方法，以期能解决问题；要么是开发出一个方法后，去寻找其适用的问题。最为忌讳的，就是一上来就把问题和方法同时锁死了。

如果说你面临的就是要研究一个配体的释放过程，其实有不少比finite-temperature string更为简单的手段的。你有没有先尝试一下更为简单的手段？

退休老干部

Daniel_Arndt 发表于 2023-2-6 11:29
我看了你的回复后，有点困惑。你是想照着文献实现一个较为复杂的方法，还是说单纯地研究一个配体的释放过 ...

就是想单纯研究配体释放过程，但是释放过程的CV是未知的，因为配体暴露在蛋白表面，任何方向都有解离的可能。目前感觉一楼的文章所使用先寻找CV，再利用混着FTSM的伞形采样方法比较适合我的体系。除此之外，似乎没有其他比较好的方法。

fhh2626

退休老干部 发表于 2023-2-6 10:52
好的谢谢，可能我还是要尝试推导一下公式

这个其实就是玻尔兹曼分布公式。比如将二维自由能投影到一维的x轴上，那x轴上对应的自由能值就是原始数据y轴上的取值的加权平均。根据玻尔兹曼公式每个取值的权重是exp(-dG/RT)

Daniel_Arndt

退休老干部 发表于 2023-2-6 11:52
就是想单纯研究配体释放过程，但是释放过程的CV是未知的，因为配体暴露在蛋白表面，任何方向都有解离的可 ...

一个可能可行的方案是先选择多个collective variable，然后进行temperature-accelerated molecular dynamics（我印象中Eric Vanden-Eijnden对此有贡献），看看能不能跑出释放过程。然后针对轨线中跟释放过程有关的部分，寻找合适的collective variable。