A review of mathematical representations of biomolecular data
Notice bibliographique
Résumé
Recently, machine learning (ML) has established itself in various worldwide benchmarking competitions in computational biology, including Critical Assessment of Structure Prediction (CASP) and Drug Design Data Resource (D3R) Grand Challenges. However, the intricate structural complexity and high ML dimensionality of biomolecular datasets obstruct the efficient application of ML algorithms in the field. In addition to data and algorithm, an efficient ML machinery for biomolecular predictions must include structural representation as an indispensable component. Mathematical representations that simplify the biomolecular structural complexity and reduce ML dimensionality have emerged as a prime winner in D3R Grand Challenges. This review is devoted to the recent advances in developing low-dimensional and scalable mathematical representations of biomolecules in our laboratory. We discuss three classes of mathematical approaches, including algebraic topology, differential geometry, and graph theory. We elucidate how the physical and biological challenges have guided the evolution and development of these mathematical apparatuses for massive and diverse biomolecular data. We focus the performance analysis on protein-ligand binding predictions in this review although these methods have had tremendous success in many other applications, such as protein classification, virtual screening, and the predictions of solubility, solvation free energies, toxicity, partition coefficients, protein folding stability changes upon mutation, etc.
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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 | 0,001 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,004 | 0,005 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,003 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 0,003 |
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 ».