用贝叶斯计算探索蛋白质折叠模拟的能量景观

嵌套抽样是一种贝叶斯抽样技术，用于探索集中在参数空间指数级小区域中的概率分布。该算法同时提供后验样本和模型证据（边际似然）的估计。嵌套抽样算法还提供了一种高效的方法，通过简单的后处理输出，计算任意温度下的自由能和热力学观测量的期望值。该算法先前的应用已显示出比其他抽样技术（包括并行回火（副本交换））更高的效率。在本文中，我们描述了嵌套抽样算法的并行实现，并将其应用于Go型力场中的蛋白质折叠问题，该力场由经验势组成，旨在室温模拟中稳定二级结构元件。我们通过对几种常用于测试蛋白质折叠程序的小型蛋白质（蛋白G、Src酪氨酸激酶的SH3结构域和胰凝乳蛋白酶抑制剂2）进行折叠模拟来演示该方法。对后验样本进行拓扑分析，生成能量景观图，该图提供了蛋白质折叠模拟势能面的高层描述。这些图表为折叠过程以及所使用的模型和力场的性质提供了定性的见解。