自由能微擾

自由能微擾（通常簡稱 FEP）回答一個尖銳的問題：如果我把一個分子改成它的近親，比如加上一個甲基，它與靶點的結合是更緊還是更鬆？FEP 並不分別測量兩個分子，而是直接計算二者結合強度之差，這正是化學家在決定下一步合成什麼之前真正想知道的。

其原理是一個巧妙的技巧。在分子動力學模擬內部，軟體透過一系列非物理的中間態把一個配體逐漸變形為另一個，並在配體與蛋白結合以及在水中游離這兩種情形下，分別追蹤每一小步的自由能代價。借助熱力學循環把這兩條路徑組合起來，便得到相對結合自由能，通常表示為該對分子在預測結合親和力上的差值。

若在同系列化合物上謹慎實施，FEP 的準確度可達約每莫耳一千卡，足以優先排定該合成哪些類似物。但其侷限不容忽視：它需要一個可靠的結合姿態作為起點，計算量很大，對較大的化學改動或蛋白的劇烈重排難以應付，並且依賴力場品質。它是用於對近親分子排序的精密工具，而非通用的親和力預測器。