Enhancing Ligand and Protein Sampling Using Sequential Monte Carlo.
Enhancing Ligand and Protein Sampling Using Sequential Monte Carlo.
复制标题
使用顺序的蒙特卡洛增强配体和蛋白质采样。
DOI：
10.1021/acs.jctc.1c01198
复制
发表时间：
2022-06-14
影响因子：
5.5
通讯作者：
Essex, Jonathan W.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Suruzhon, Miroslav;Bodnarchuk, Michael S.;Ciancetta, Antonella;Wall, Ian D.;Essex, Jonathan W.
抽样问题是计算化学中研究最广泛的课题之一。虽然存在用于沿着一组反应坐标沿着采样的各种方法，但许多方法需要系统相关的超参数来实现最大效率。在这项工作中，我们提出了一个炼金术的变化自适应顺序蒙特卡罗（SMC），不可逆的重要性reservation方法，是一个良好的研究类的方法，已被用于各种应用程序中，但在计算生物物理学中一直underexplored。之后，我们将炼金术SMC应用于各种测试用例，包括溶剂化配体（丁烯和三联苯衍生物）的扭转旋转，蛋白质结合配体的平移和旋转运动，以及与配体自由度（T4-溶菌酶，蛋白酪氨酸磷酸酶1B和转化生长因子β）耦合的蛋白质侧链旋转。我们发现炼金术SMC是探索目标自由度的有效方法，并且可以应用于使用相同超参数的各种系统以实现类似的性能。炼金术SMC是一个很有前途的工具，系统的准备性探索，整个系统的长时间尺度采样可以权衡对一组特定的自由度在人口的构象短时间尺度采样。
The sampling problem is one of the most widely studied topics in computational chemistry. While various methods exist for sampling along a set of reaction coordinates, many require system-dependent hyperparameters to achieve maximum efficiency. In this work, we present an alchemical variation of adaptive sequential Monte Carlo (SMC), an irreversible importance resampling method that is part of a well-studied class of methods that have been used in various applications but have been underexplored in computational biophysics. Afterward, we apply alchemical SMC on a variety of test cases, including torsional rotations of solvated ligands (butene and a terphenyl derivative), translational and rotational movements of protein-bound ligands, and protein side chain rotation coupled to the ligand degrees of freedom (T4-lysozyme, protein tyrosine phosphatase 1B, and transforming growth factor β). We find that alchemical SMC is an efficient way to explore targeted degrees of freedom and can be applied to a variety of systems using the same hyperparameters to achieve a similar performance. Alchemical SMC is a promising tool for preparatory exploration of systems where long-timescale sampling of the entire system can be traded off against short-timescale sampling of a particular set of degrees of freedom over a population of conformers.
登录
查看更多内容
影响因子：
4.1
作者：
BENNETT, CH
通讯作者：
BENNETT, CH
影响因子：
2.2
作者：
Doucet, A;Godsill, S;Andrieu, C
通讯作者：
Andrieu, C
影响因子：
2.7
作者：
Fass, Josh;Sivak, David A.;Chodera, John D.
通讯作者：
Chodera, John D.
DOI：
10.1016/s0764-4442(97)84778-7
发表时间：
1997-09-01
期刊：
COMPTES RENDUS DE L ACADEMIE DES SCIENCES SERIE I-MATHEMATIQUE
影响因子：
--
作者：
DelMoral, P
通讯作者：
DelMoral, P
影响因子：
4.3
作者：
Eastman P;Swails J;Chodera JD;McGibbon RT;Zhao Y;Beauchamp KA;Wang LP;Simmonett AC;Harrigan MP;Stern CD;Wiewiora RP;Brooks BR;Pande VS
通讯作者：
Pande VS