Como você tentou desligá-lo e ligá-lo novamente? funciona para química, não apenas para computadores
O efeito da taxa de deposição de polarização no coeficiente de variação (COV) e a subsequente aceleração por reinicialização. um Simulações COV de Metadinâmica (MetaD) sem reinicialização estocástica (SR). As taxas de realce de sombreamento azul e verde são de 10
4
e 20 ns
−1
, respectivamente. b Aceleração adicional em função da taxa de reinicialização para simulações MetaD com taxa de deposição de polarização de 10
4
ns
−1
(azul) ou 20 ns
−1
(verde), para o modelo de dois poços. Os círculos cheios apresentam resultados obtidos em simulações, enquanto as linhas pontilhadas apresentam estimativas baseadas na distribuição do tempo de primeira passagem com MetaD e sem SR e usando a Equação (1). A linha cinza tracejada indica que não há aceleração adicional. Os dados de origem são fornecidos como um arquivo de dados de origem. Crédito:Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-023-44528-w Um novo estudo da Universidade de Tel Aviv descobriu que uma prática conhecida em tecnologia da informação também pode ser aplicada à química. Os pesquisadores descobriram que para melhorar a amostragem em simulações químicas, tudo o que você precisa fazer é parar e reiniciar.
A pesquisa foi liderada pelo Ph.D. estudante Ofir Blumer, em colaboração com o professor Shlomi Reuveni e o Dr. Barak Hirshberg da Sackler School of Chemistry da Universidade de Tel Aviv. O estudo foi publicado na Nature Communications .
Os pesquisadores explicam que as simulações de dinâmica molecular são como um microscópio virtual. Eles rastreiam o movimento de todos os átomos em sistemas químicos, físicos e biológicos, como proteínas, líquidos e cristais. Eles fornecem insights sobre vários processos e têm diferentes aplicações tecnológicas, incluindo design de medicamentos.
No entanto, estas simulações estão limitadas a processos mais lentos que um milionésimo de segundo e, portanto, não podem descrever processos mais lentos, como dobramento de proteínas e nucleação de cristais. Essa limitação, conhecida como problema da escala de tempo, é um grande desafio na área.
Ph.D. o aluno Ofir Blumer diz:"Em nosso novo estudo, mostramos que o problema da escala de tempo pode ser superado pela redefinição estocástica das simulações. Parece contra-intuitivo à primeira vista - como as simulações podem terminar mais rápido quando reiniciadas? No entanto, acontece que a reação os tempos variam consideravelmente entre as simulações. Em algumas simulações, as reações ocorrem rapidamente, mas outras simulações se perdem em estados intermediários por longos períodos. A reinicialização evita que as simulações fiquem presas em tais intermediários e reduz o tempo médio de simulação.
Os pesquisadores também combinaram a redefinição estocástica com a Metadinâmica, um método popular para agilizar as simulações de processos químicos lentos. A combinação permite maior aceleração do que qualquer um dos métodos separadamente. Além disso, a Metadinâmica depende de conhecimento prévio:as coordenadas da reação devem ser conhecidas para agilizar a simulação.
A combinação da Metadinâmica com o reset reduz significativamente a dependência do conhecimento prévio, economizando tempo dos praticantes do método. Finalmente, os pesquisadores mostraram que a combinação fornece previsões mais precisas da taxa de processos lentos. O método combinado foi usado para aprimorar com sucesso simulações de enovelamento de proteínas em água e espera-se que seja aplicado a mais sistemas no futuro.
Mais informações: Ofir Blumer et al, Combinando redefinição estocástica com metadinâmica para acelerar simulações de dinâmica molecular, Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-023-44528-w Informações do diário: Comunicações da Natureza
