Guidelines for the analysis of free energy calculations.
Guidelines for the analysis of free energy calculations.
复制标题
DOI：
10.1007/s10822-015-9840-9
复制
发表时间：
2015-05
影响因子：
3.5
通讯作者：
Mobley, David L.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Klimovich, Pavel V.;Shirts, Michael R.;Mobley, David L.
关键词：
基于分子动力学（MD）模拟的自由能计算显示出相当大的应用前景，从药物发现到物理性质预测和结构功能研究。但是分析这些计算仍然是困难和乏味的，并且分析的最佳实践没有很好地定义或传播。从本质上讲，分析这些计算的每个小组都需要决定如何进行分析，并且通常需要开发自己的分析工具。在这里，我们回顾并推荐了从分子模拟中获得可靠自由能的最佳分析实践。此外，我们提供了一个Python工具，alchem- analysis.py，在GitHub上免费提供https://github.com/choderalab/pymbar -examples，它实现了这里为几个参考模拟包回顾的分析实践，可以适应处理来自其他包的数据。这篇综述和工具涵盖了炼金术计算的分析，包括通过热力学积分和基于自由能微扰的估计来估计自由能。我们的Python工具还处理多种类型的自由能计算的输出，包括扩展集合和哈密顿副本交换，以及标准的固定集合计算。我们还调查了一系列评估数据质量和自由能估计的统计和图形方法，并在我们的工具中提供了这些方法的原型。我们希望这些工具和讨论将成为自由能计算分析的更多标准化和最佳实践协议的基础。
Free energy calculations based on molecular dynamics (MD) simulations show considerable promise for applications ranging from drug discovery to prediction of physical properties and structure-function studies. But these calculations are still difficult and tedious to analyze, and best practices for analysis are not well defined or propagated. Essentially, each group analyzing these calculations needs to decide how to conduct the analysis and, usually, develop its own analysis tools. Here, we review and recommend best practices for analysis yielding reliable free energies from molecular simulations. Additionally, we provide a Python tool, alchemical–analysis.py, freely available on GitHub at https://github.com/choderalab/pymbar–examples, that implements the analysis practices reviewed here for several reference simulation packages, which can be adapted to handle data from other packages. Both this review and the tool covers analysis of alchemical calculations generally, including free energy estimates via both thermodynamic integration and free energy perturbation-based estimators. Our Python tool also handles output from multiple types of free energy calculations, including expanded ensemble and Hamiltonian replica exchange, as well as standard fixed ensemble calculations. We also survey a range of statistical and graphical ways of assessing the quality of the data and free energy estimates, and provide prototypes of these in our tool. We hope these tools and discussion will serve as a foundation for more standardization of and agreement on best practices for analysis of free energy calculations.
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：
2.8
作者：
BEUTLER, TC;MARK, AE;VANGUNSTEREN, WF
通讯作者：
VANGUNSTEREN, WF
影响因子：
5.5
作者：
Gapsys, Vytautas;Seeliger, Daniel;de Groot, Bert L.
通讯作者：
de Groot, Bert L.
DOI：
10.1021/jp807701h
发表时间：
2009-02-26
期刊：
The journal of physical chemistry. B
影响因子：
--
作者：
Deng Y;Roux B
通讯作者：
Roux B
影响因子：
4.4
作者：
FLYVBJERG, H;PETERSEN, HG
通讯作者：
PETERSEN, HG