Exact Relation between Potential of Mean Force and Free-Energy Profile.
Exact Relation between Potential of Mean Force and Free-Energy Profile.
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平均力势与自由能分布之间的精确关系。
DOI：
10.1021/ct300392f
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发表时间：
2012
影响因子：
5.5
通讯作者：
York,DarrinM
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wong,Kin-Yiu;York,DarrinM
我们应用微分几何和广义相对论中的协变和逆变向量空间的概念，推导出平均力势和自由能剖面之间新的、一般的、精确的关系。这些关系在自由能模拟中是非常实用的，因为不需要完整的雅可比变换(通常是未知的)；相反，只需要感兴趣的(约束)坐标的知识。我们发现，除了雅可比行列式外，还必须考虑雅可比标度因子和莱布尼兹贡献，以及具有正确质量依赖性的Fixman项。用新的非平凡基准数值算例验证了我们新推导出的关系式，其精确结果可以计算出来，并与文献中已有的关系式进行了比较，结果表明这些关系式与精确值有显著的偏差。
We apply concepts of covariant and contravariant vector space in differential geometry and general relativity to derive new, general, exact relations between potential of mean force and free-energy profile. These relations are immensely practical in free-energy simulations because a full Jacobian transformation (which is usually unknown) is not required; rather, only knowledge of the (constraint) coordinate of interest is needed. We reveal that in addition to the Jacobian determinant, the Jacobian scale factor and Leibnizian contributions must also be considered, as well as a Fixman term with correct mass dependence. Our newly derived relations are verified with new nontrivial benchmark numerical examples for which exact results can be computed and compared with relations available in the literature that turn out to exhibit significant deviations from the exact values.
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