轨迹的路径直方图分析：一种量化分子机制的通用策略
化学物理
2018-10-25 v1
摘要
生物分子模拟的一个核心总体目标是表征“机制”——即构象转变和结合等过程在构型空间中的路径。路径集合的某种异质性是内在的，与热构型集合直接类似。对该异质性的量化对于完整理解机制至关重要。我们提出一种基于将单个轨迹映射为路径类的通用路径集合表征方法，其种群与不确定性可像普通直方图一样分析，从而提供机制的定量“指纹”。与先前用于离散状态模型的基于通量的分析不同，通过轨迹的直接分类显式包含了偏离平均行为的随机偏差。此外，直方图方法适用于连续轨迹的分析。它使得不同方法或不同条件下产生的集合之间的直接比较成为可能。为实现该公式，我们开发了轨迹分类方法，包括适用于连续空间（如分子动力学）或离散状态（如马尔可夫状态模型）轨迹的基于聚类的方法，以及为离散状态轨迹量身定制但也可通过映射过程用于连续轨迹的“基本序列”方法。我们将路径直方图分析应用于一个玩具模型和一个极长的蛋白质折叠全原子分子动力学轨迹。
引用
@article{arxiv.1810.10514,
title = {Pathway Histogram Analysis of Trajectories: A general strategy for quantification of molecular mechanisms},
author = {Ernesto Suárez and Daniel M. Zuckerman},
journal= {arXiv preprint arXiv:1810.10514},
year = {2018}
}