非平衡伞形采样揭示RNA的流动依赖性去折叠与重折叠
统计力学
2011-04-28 v1 软凝聚态物质
生物大分子
统计计算
摘要
单生物分子（如力诱导去折叠）的非平衡实验揭示了复杂系统少数自由度的细节。分子动力学模拟可以提供补充信息，但对可能构型空间的探索常常受到相空间中分隔亚稳区域的大势垒的阻碍。为解决这一问题，已发展出增强采样方法，将相空间划分为若干区域，并在每个区域内积分轨迹片段。这些方法提高了跨越势垒的概率，并有利于并行化，因为轨迹片段的积分除了初始化和终止外不需要通信。本文我们提出一种适用于远离平衡驱动系统的增强采样方法的并行版本：非平衡伞形采样（NEUS）。我们将该方法应用于一个262核苷酸RNA分子的粗粒化模型，该分子在由随机旋转动力学模拟的显式流场中去折叠和重折叠。利用NEUS，我们能够观察到极其罕见的去折叠事件，其平均首次通过时间长达1.4秒（3.4E13动力学步）。我们考察了介质在一系列流速下的去折叠过程，并描述了两种涉及不同分子内接触断裂的竞争路径。
引用
@article{arxiv.1104.5180,
title = {Flow-dependent unfolding and refolding of an RNA by nonequilibrium umbrella sampling},
author = {Alex Dickson and Mark Maienschein-Cline and Allison Tovo-Dwyer and Jeff R. Hammond and Aaron R. Dinner},
journal= {arXiv preprint arXiv:1104.5180},
year = {2011}
}