Improving the accuracy of protein stability predictions with multistate design using a variety of backbone ensembles
Notice bibliographique
Résumé
Multistate computational protein design (MSD) with backbone ensembles approximating conformational flexibility can predict higher quality sequences than single-state design with a single fixed backbone. However, it is currently unclear what characteristics of backbone ensembles are required for the accurate prediction of protein sequence stability. In this study, we aimed to improve the accuracy of protein stability predictions made with MSD by using a variety of backbone ensembles to recapitulate the experimentally measured stability of 85 Streptococcal protein G domain β1 sequences. Ensembles tested here include an NMR ensemble as well as those generated by molecular dynamics (MD) simulations, by Backrub motions, and by PertMin, a new method that we developed involving the perturbation of atomic coordinates followed by energy minimization. MSD with the PertMin ensembles resulted in the most accurate predictions by providing the highest number of stable sequences in the top 25, and by correctly binning sequences as stable or unstable with the highest success rate (≈90%) and the lowest number of false positives. The performance of PertMin ensembles is due to the fact that their members closely resemble the input crystal structure and have low potential energy. Conversely, the NMR ensemble as well as those generated by MD simulations at 500 or 1000 K reduced prediction accuracy due to their low structural similarity to the crystal structure. The ensembles tested herein thus represent on- or off-target models of the native protein fold and could be used in future studies to design for desired properties other than stability.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».