NEQ2：QligFEP框架中用于相对结合自由能预测的低成本可并行化非平衡态炼金术方法

《Digital Discovery》：NEQ2: A Cost-Efficient Non-Equilibrium Approach for Alchemical Free-Energy Calculations in QligFEPOpen Access

　　

我们描述了一种完全优化的非平衡态（NEQ）炼金术式工作流，用于利用Q分子动力学引擎预测相对结合自由能。该方法作为QligFEP中的一个函数实现，称为NEQ2。NEQ2采用具有S形进度安排的连续λ切换和双向功积累，这使得所需的分子动力学模拟可以作为多个独立的短轨迹运行，这些轨迹可轻松实现并行化。我们在约200个配体的JACS FEP已知结合能数据集上评估了NEQ2方法在预测相对结合自由能（RBFE）方面的表现，通过十倍重复来量化不确定性。我们还发现，较长的NEQ轨迹和适当选择的λ进度安排可以提高ΔΔG预测质量，尽管准确性并未超过平衡态QligFEP性能。我们优化的NEQ2方案与平衡态QligFEP工作流高度相关（R2 = 0.88，95% CI 0.84-0.91；RMSE = 0.64 kcal/mol，95% CI 0.56-0.74 kcal/mol），并在JACS FEP数据集上保持了等效性能（NEQ2 Kendall τ = 0.39，95% CI 0.31-0.45；MUE = 1.45 kcal/mol，95% CI 1.31–1.63 kcal/mol；QligFEP Kendall τ = 0.38，95% CI 0.31-0.45；MUE = 1.28 kcal/mol，95% CI 1.15–1.43 kcal/mol）。此外，NEQ2模拟彼此完全独立，与平衡态QligFEP方案相比，计算准确的ΔΔG预测所需的模拟步骤减少了约20–40%。独立模拟的使用使NEQ2易于并行化，整体更低的计算成本需求意味着NEQ2是QligFEP框架内一种实用、成本效益高的补充方法，能够快速且可并行化地进行RBFE预测。

该内容仅通过PDF可用。

打开 PDF NEQ2：QligFEP中炼金术式自由能计算的低成本非平衡态方法，在新窗口中打开

? 2026 作者。由化学皇家学会出版

2026

作者

本文根据知识共享署名4.0非移植许可协议授权。您可以在其他出版物中使用本文内容，无需向RSC进一步申请许可，但需提供正确的致谢。

本作品根据 知识共享署名4.0国际许可协议 授权。