以相符合过渡的基因取样打破时间尺度

本期编译精选。

摘要

分子过渡，包括蛋白质折叠，过敏和膜迁移，是生物功能的核心，然而仍然名声狼藉地难以模拟。它们的内在稀有性使它们无法达到标准分子动力学，而强化抽样战略在计算上要求很高，往往取决于任意选择的参数和变量，这些参数和变量偏向结果1、2、3。在此，我们介绍Gen-COMPAS,这是一个基因承诺制导的路径抽样框架，在没有预先确定的集体变量的情况下以可接受的计算成本重建过渡路径。GEN-COMPAS 配对一种消除扩散概率模型，该模型产生结构上可行的中间目标，并采用基于承诺的过滤，以确定过渡状态4、5。这些中间体的短而无偏倚的模拟在纳米-秒至亚微秒总采样尺度上产生过渡区域群，而常规方法要求更多的采样数量级。GEN-COMPAS应用在从小蛋白到五相接离子通道的系统上，仅从已知的终点结构中恢复承诺者、过渡状态和自由能景观，没有预先确定的反应坐标或事先的机械知识，从而为迄今为止一直抵制常规模拟方法的生物分子系统中的机械洞察提供了可计算可引导的路径。

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（编译自 Nature；原文