基礎ステップとは? わかりやすく解説

基礎ステップ

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2018/03/01 01:00 UTC 版)

局所上昇法」の記事における「基礎ステップ」の解説

このアルゴリズム基礎となるステップは、現在の分子配座不利にするような小さな斥力ポテンシャルエネルギー加え別の配座見付かる確率上げるというものであるこのためには、関心のある配座変化記述できる部分自由度 Q(r) を選ぶ必要がある通常配座関連する二面角とするが、原理的にデカルト座標 r の微分可能関数であればどんなものでも構わない。 このアルゴリズムでは、実際ポテンシャルエネルギーにバイアスエネルギーを印加し、以下のように変形させるU t o t ( r ) = U p h y s ( r ) + U b i a s L E ( Q ; t ) {\displaystyle U_{\mathrm {tot} }({\boldsymbol {r}})=U_{\mathrm {phys} }({\boldsymbol {r}})+U_{\mathrm {bias} }^{\mathrm {LE} }({\boldsymbol {Q}};t)} 局所上昇バイアス U b i a s L E ( Q ; t ) {\displaystyle U_{\mathrm {bias} }^{\mathrm {LE} }({\boldsymbol {Q}};t)} はシミュレーション時間 t に依存しシミュレーション開始時にはゼロとする ( U b i a s L E ( Q ; t = 0 ) = 0 {\displaystyle U_{\mathrm {bias} }^{\mathrm {LE} }({\boldsymbol {Q}};t=0)=0} ) 。そして、以下の小さな斥力関数徐々に足し上げていく。 U b i a s L E ( Q ; ( n + 1 ) Δ t ) = U b i a s L E ( Q ; n Δ t ) + k L E F ( Q − Q n + 1 ) {\displaystyle U_{\mathrm {bias} }^{\mathrm {LE} }({\boldsymbol {Q}};(n+1)\Delta t)=U_{\mathrm {bias} }^{\mathrm {LE} }({\boldsymbol {Q}};n\Delta t)+k_{\mathrm {LE} }F({\boldsymbol {Q}}-{\boldsymbol {Q}}_{n+1})} ここで、 kLE はスケーリング定数、 F(Q-Qn+1) は F(0) = 1 を満たす多次元斥力関数である。 結果として得られるバイアスポテンシャルは、次のような総和で表わされるU b i a s L E ( Q ; n Δ t ) = ∑ i = 1 n k L E F ( Q − Q i ) {\displaystyle U_{\mathrm {bias} }^{\mathrm {LE} }({\boldsymbol {Q}};n\Delta t)=\sum _{i=1}^{n}k_{\mathrm {LE} }F({\boldsymbol {Q}}-{\boldsymbol {Q}}_{i})} 足し上げ斥力関数の数を減らすため格子点中心とする関数のみを用い手法広く用いられている。元々は、 F(Q-Qi) として多変ガウス関数用いられていた。しかし、ガウス関数全空間で非あり、か格子点上のガウス関数足し上げることでできてしまう人為的なエネルギー地形避けるため、有限次の多項式関数用いる方が良い考えられるようになっている

※この「基礎ステップ」の解説は、「局所上昇法」の解説の一部です。
「基礎ステップ」を含む「局所上昇法」の記事については、「局所上昇法」の概要を参照ください。

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