周期性驱动生物分子的非平衡马尔可夫状态建模

分子动力学模拟允许在微观细节上研究单个生物分子的结构和动力学。然而，许多过程发生在超出全原子模拟能及范围的时间尺度上，需要粗粒化多尺度模型。虽然构建此类模型的系统性方法已经出现，但这些方法通常依赖于遵循细致平衡的微观动力学。然而在体内环境中，生物分子为了执行特定功能而不断被驱离平衡态，从而打破细致平衡。在此，我们引入一种为通过周期性改变一个（或多个）外部参数而驱动的系统构建马尔可夫状态模型的方法。我们以丙氨酸二肽（一种广泛使用的计算方法基准分子）在时变电场暴露下为例说明了该方法。