Single-Point Mutation with a Rotamer Library Toolkit: Toward Protein Engineering
Notice bibliographique
Résumé
Protein engineers have long been hard at work to harness biocatalysts as a natural source of regio-, stereo-, and chemoselectivity in order to carry out chemistry (reactions and/or substrates) not previously achieved with these enzymes. The extreme labor demands and exponential number of mutation combinations have induced computational advances in this domain. The first step in our virtual approach is to predict the correct conformations upon mutation of residues (i.e., rebuilding side chains). For this purpose, we opted for a combination of molecular mechanics and statistical data. In this work, we have developed automated computational tools to extract protein structural information and created conformational libraries for each amino acid dependent on a variable number of parameters (e.g., resolution, flexibility, secondary structure). We have also developed the necessary tool to apply the mutation and optimize the conformation accordingly. For side-chain conformation prediction, we obtained overall average root-mean-square deviations (RMSDs) of 0.91 and 1.01 Å for the 18 flexible natural amino acids within two distinct sets of over 3000 and 1500 side-chain residues, respectively. The commonly used dihedral angle differences were also evaluated and performed worse than the state of the art. These two metrics are also compared. Furthermore, we generated a family-specific library for kinases that produced an average 2% lower RMSD upon side-chain reconstruction and a residue-specific library that yielded a 17% improvement. Ultimately, since our protein engineering outlook involves using our docking software, Fitted/Impacts, we applied our mutation protocol to a benchmarked data set for self- and cross-docking. Our side-chain reconstruction does not hinder our docking software, demonstrating differences in pose prediction accuracy of approximately 2% (RMSD cutoff metric) for a set of over 200 protein/ligand structures. Similarly, when docking to a set of over 100 kinases, side-chain reconstruction (using both general and biased conformation libraries) had minimal detriment to the docking accuracy.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
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 | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,002 |
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 ».