迈向马尔可夫状态模型基准：HP35的折叠

采用D. E. Shaw Research发布的关于villin headpiece（HP35）可逆折叠的一条 $300 \, \mu$s 长分子动力学（MD）轨迹，我们近期基于残基间接触构建了该折叠过程的马尔可夫状态模型（MSM）[J. Chem. Theory Comput. 2023, ${\bf {19}}$, 3391]。该模型复现了系统的MD折叠时间，并预测自由能景观的天然 basin 与未折叠区域均被划分为若干结构特征明确的亚稳态子态。认识到有必要建立定义明确但非平凡基准问题，本Perspective中我们研究该MSM在何种程度与意义上可作为参考模型。为此，我们通过将其与采用替代特征组合、降维方法与聚类方案的模型比较，检验MSM的鲁棒性。研究提示了HP35折叠的一些主要特征，任何该系统的其他竞争性模型都应复现这些特征。此外，讨论揭示了MSM工作流中对该问题最为关键的部分，并阐明了基于状态的模型在解释生物分子模拟中的前景与可能陷阱。