Improving Efficiency in SMD Simulations Through a Hybrid Differential Relaxation Algorithm

Autores
Ramírez, Claudia Lilián; Zeida Camacho, Ari Fernando; Jara, Gabriel Ernesto; Roitberg, Adrián; Marti, Marcelo Adrian
Año de publicación
2014
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
The fundamental object for studying a (bio)chemical reaction obtained from simulations is the free energy profile, which can be directly related to experimentally determined properties. Although quite accurate hybrid quantum (DFT based)-classical methods are available, achieving statistically accurate and well converged results at a moderate computational cost is still an open challenge. Here, we present and thoroughly test a hybrid differential relaxation algorithm (HyDRA), which allows faster equilibration of the classical environment during the nonequilibrium steering of a (bio)chemical reaction. We show and discuss why (in the context of Jarzynski’s Relationship) this method allows obtaining accurate free energy profiles with smaller number of independent trajectories and/or faster pulling speeds, thus reducing the overall computational cost. Moreover, due to the availability and straightforward implementation of the method, we expect that it will foster theoretical studies of key enzymatic processes.
Fil: Ramírez, Claudia Lilián. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina
Fil: Zeida Camacho, Ari Fernando. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina
Fil: Jara, Gabriel Ernesto. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina
Fil: Roitberg, Adrián. University of Florida; Estados Unidos
Fil: Marti, Marcelo Adrian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina
Materia
Free Energy
Jarzynski Relationship
Non-Equilibrium Dynamics
Multiple Time Step
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
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