量化生物分子溶剂化中的构象不确定性影响
生物大分子
2018-10-02 v2 应用统计
摘要
生物分子在平衡态附近表现出构象涨落，从而以动态方式引起各种生物性质的不确定性。我们开发了一种通用方法来量化由构象涨落引起的目标性质的不确定性。利用广义多项式混沌 (gPC) 展开，我们构建了关于变化构象态的目标性质的代理模型。我们还提出了一种方法，通过定义一组构象“活性空间”随机变量来增加 gPC 展开的稀疏性。借助增加的稀疏性，我们采用压缩感知方法精确构建代理模型。我们通过评估牛胰蛋白酶抑制剂蛋白系统中溶剂可及表面积 (solvent-accessible surface area) 的涨落诱导不确定性，展示了代理模型的性能，并表明新方法比标准蒙特卡洛方法提供了更准确的统计信息。此外，构建的代理模型还使我们能够直接评估各种构象态下的目标性质，从而产生比标准稀疏网格配点方法更准确的响应面。特别是，新方法在高维系统（如生物分子）中提供了更高的精度，而在这些系统中，稀疏网格的性能受到所关注量计算精度的限制。我们的新框架具有通用性，可用于研究生物分子系统中各种目标性质的不确定性。
引用
@article{arxiv.1408.5629,
title = {Quantifying the influence of conformational uncertainty in biomolecular solvation},
author = {Huan Lei and Xiu Yang and Bin Zheng and Guang Lin and Nathan A. Baker},
journal= {arXiv preprint arXiv:1408.5629},
year = {2018}
}
备注
Accepted by Multiscale Modeling & Simulation