自然活化过程中的反应涡旋：持续同调揭示过渡态处的非扩散旋转通量
化学物理
2022-12-23 v1
摘要
在复杂系统（如蛋白质）中，势垒跨越过程中反应坐标的动力学是理解活化过程的关键。基于 Kramers 物理直觉的默认假设是扩散过程。然而，自然复杂分子中势垒跨越的动力学在很大程度上尚未被探索。在此，我们研究丙氨酸二肽异构化的过渡动力学，这是最简单的复杂系统，具有大量非反应坐标，可作为充足的热浴将能量输入反应坐标。我们沿时间轴分离构象并构建反应的动态概率面。我们利用持续同调与微分形式量化其拓扑结构与旋转通量。我们的结果在构型-时间空间中揭示了一个具有强反应涡旋的区域，最高概率峰与过渡态系综位于其中。该反应区域包含强旋转通量：大多数反应轨迹在两个最重要反应坐标的子空间中围绕该区域旋转多次。此外，旋转通量源于沿等发射面的协同运动与正交势垒跨越。总体而言，我们的发现首次揭示了表征自然发生活化过程势垒跨越非扩散动力学的反应涡旋区域。
引用
@article{arxiv.2212.11815,
title = {Reactive Vortexes in a Naturally Activated Process: Non-Diffusive Rotational Fluxes at Transition State Uncovered by Persistent Homology},
author = {Farid Manuchehrfar and Huiyu Li and Ao Ma and Jie Liang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.11815},
year = {2022}
}