利用微分能量面分析最优重构折叠景观
生物大分子
2015-06-05 v2 生物物理
摘要
在实验和模拟中，系统的状态自由能可由该状态的占据概率确定。然而，通常需要对系统施加偏置势，以便以足够的频率采样高能态。无偏能量通常利用加权直方图分析法 (WHAM) 从数据中获得。在此，我们提出微分能量面分析 (DESA)，该方法从一系列谐波偏置势下采集的数据中提取能量面的梯度 dE/dx。研究表明，DESA 能产生折叠景观梯度的最大似然估计。通过分析模拟系统数据以及单分子展开实验数据（其中测量了 DNA 发夹结构的端到端距离），演示了 DESA 的应用。结果显示，从 DESA 获得的能量面与对相同数据应用 WHAM 获得的能量面无法区分。我们定义了两个标准，用于指示 DESA 结果是否自洽。研究发现，这些标准能够检测到能量不是所测反应坐标的单值函数的情况。对所分析的实验数据，发现满足这些标准，证实了端到端距离是该实验系统的良好反应坐标。DESA 与在谐波约束下破坏结构的光镊测定法相结合，有助于极其精确地测量折叠能量面。
引用
@article{arxiv.1207.6431,
title = {Optimal reconstruction of the folding landscape using differential energy surface analysis},
author = {Arthur La Porta and Natalia A. Denesyuk and Michel de Messieres},
journal= {arXiv preprint arXiv:1207.6431},
year = {2015}
}