用于显式溶剂下协同水合自由能估计的炼金术变换
定量方法
2021-02-24 v2
摘要
我们提出了一族炼金微扰势,其能够在协同的单一炼金耦合步骤中计算中小型分子的水合自由能,而非通常使用分别对伦纳德-琼斯与静电相互作用进行的两步不同耦合序列。这些微扰势基于溶质-溶剂相互作用能量的 softplus 函数,旨在沿炼金路径在熵瓶颈附近集中采样。我们给出了优化此类炼金微扰势参数的一般框架。该优化过程基于 -函数形式化以及我们早先开发的最大似然参数估计过程,以避免沿炼金路径出现耦合能量的多峰分布。我们还提出了一种应用于整体溶质-溶剂相互作用能量而非单个原子间对势的新软核函数,其对这一结果至关重要。由于不需要修改核心力与能量例程,该软核公式可轻易部署于分子动力学模拟代码中。我们通过将该方法应用于不同大小与复杂度化合物的水滴中水合自由能估计来予以说明。在每种情况下,我们均表明水合自由能迅速收敛。本工作为正在进行的更精简算法开发以估计显式溶剂下分子结合自由能铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2005.06504,
title = {Alchemical Transformations for Concerted Hydration Free Energy Estimation with Explicit Solvation},
author = {Sheenam Khuttan and Solmaz Azimi and Joe Z. Wu and Emilio Gallicchio},
journal= {arXiv preprint arXiv:2005.06504},
year = {2021}
}