小肽强制解折叠的马尔可夫状态模型

在典型的单分子力谱实验中，通过向系统的一端施加力斜坡，同时将另一端固定在空间中，来研究分子复合物或生物分子的机械解折叠过程。这类实验的计算对应通常可以使用具有原子级分辨率的分子动力学模拟来完成。然而，由于时间尺度差异巨大，模拟中常采用粗粒化程序。大多数应用技术由于为加速模拟而进行的结构简化，无法追踪相关构象转变的原子细节。在此，我们将一种先前开发的基于马尔可夫状态模型的动态粗粒化技术应用于一个不以简单两态方式解折叠的模型肽系统。利用螺旋氢键的供体-受体距离作为集体变量，并进行降维技术处理，我们得以构建一个正确再现系统微观行为的解折叠过程马尔可夫模型。所选示例表明，该方法可用于模拟那些端到端距离无法提供足够序参量且不以简单协同方式解折叠的系统的机械解折叠过程。