論文の概要: Path Integral Stochastic Optimal Control for Sampling Transition Paths

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2207.02149v1
• Date: Mon, 27 Jun 2022 14:01:06 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2022-07-10 13:04:16.174559
• Title: Path Integral Stochastic Optimal Control for Sampling Transition Paths
• Title（参考訳）: 遷移経路サンプリングのための経路積分確率最適制御
• Authors: Lars Holdijk, Yuanqi Du, Ferry Hooft, Priyank Jaini, Bernd Ensing, Max Welling
• Abstract要約: 分子系の2つの準安定状態を考えると、2つの状態間の最も可能性の高い遷移経路をサンプリングすることを目指している。 これまでの研究は、集団変数(CV)と呼ばれる特定の分子記述子に沿って発生する軌道を単純化することに重点を置いてきた。 本研究は、分子の全体構造を考慮した遷移経路のサンプリング法を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 60.254555533113674
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We consider the problem of Sampling Transition Paths. Given two metastable conformational states of a molecular system, eg. a folded and unfolded protein, we aim to sample the most likely transition path between the two states. Sampling such a transition path is computationally expensive due to the existence of high free energy barriers between the two states. To circumvent this, previous work has focused on simplifying the trajectories to occur along specific molecular descriptors called Collective Variables (CVs). However, finding CVs is not trivial and requires chemical intuition. For larger molecules, where intuition is not sufficient, using these CV-based methods biases the transition along possibly irrelevant dimensions. Instead, this work proposes a method for sampling transition paths that consider the entire geometry of the molecules. To achieve this, we first relate the problem to recent work on the Schrodinger bridge problem and stochastic optimal control. Using this relation, we construct a method that takes into account important characteristics of molecular systems such as second-order dynamics and invariance to rotations and translations. We demonstrate our method on the commonly studied Alanine Dipeptide, but also consider larger proteins such as Polyproline and Chignolin.
• Abstract（参考訳）: 我々は遷移経路のサンプリング問題を考える。 分子系の2つの準安定な配座状態、例えば。 折り畳まれたタンパク質は 2つの状態間の最も可能性が高い 遷移経路をサンプリングすることを目的としています このような遷移経路のサンプリングは、2つの状態の間に高い自由エネルギー障壁が存在するため計算的に高価である。 これを回避するため、以前の研究は、コグニティブ変数(cvs)と呼ばれる特定の分子ディスクリプタに沿って発生する軌道を単純化することに焦点を当ててきた。 しかし、CVの発見は簡単ではなく、化学的直観を必要とする。 直観が不十分な大きな分子の場合、これらのcvベースの手法は、おそらく無関係な次元に沿って遷移を偏らせる。 そこで本研究では,分子全体の構造を考慮した遷移経路のサンプリング法を提案する。 そこで本研究では,この問題をシュロディンガー橋問題と確率的最適制御の最近の研究と結びつける。 この関係を用いて、二階ダイナミクスや回転や変換に対する不変性といった分子系の重要な特性を考慮した手法を構築する。 我々は、一般的に研究されているアラニンジペプチドについて、またポリプロリンやチグノリンのような大きなタンパク質についても検討した。

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