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Enregistrement W3193085630 · doi:10.1021/acs.jctc.1c00401

Assessment of the Accuracy of DFT-Predicted Li<sup>+</sup>–Nucleic Acid Binding Energies

2021· article· en· W3193085630 sur OpenAlexafffund
Briana T. A. Boychuk, Ye Eun Rebecca Jeong, Stacey D. Wetmore

Notice bibliographique

RevueJournal of Chemical Theory and Computation · 2021
Typearticle
Langueen
DomaineEnvironmental Science
ThématiqueChemical Synthesis and Characterization
Établissements canadiensUniversity of Lethbridge
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of Canada
Mots-clésCounterpoiseNucleic acidBinding energyNucleobaseChemistryBasis setComputational chemistryRange (aeronautics)Dispersion (optics)Density functional theoryPhysicsMaterials scienceDNAQuantum mechanicsBiochemistry

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Understanding how lithium interacts with complex biosystems is crucial for uncovering the roles of this alkali metal in biology and designing extraction techniques for battery production and environmental remediation. In this light, fundamental information about Li + binding to nucleic acids is required. Herein, a new database of Li + –nucleic acid interactions is presented that contains CCSD(T)/CBS benchmark energies for all nucleobase and phosphate binding locations. Furthermore, the performance of 54 DFT functionals in combination with three triple-zeta (TZ) basis sets (6-311+G(3df,2p), aug-cc-pVTZ, and def2-TZVPP) is tested. The results identify a range of functionals across different families (B2-PLYP, PBE-QIDH, ωB97, ωB97X-D, MN15, B3PW91, B97-2, TPSS, BP86-D3(BJ), and PBE) that can accurately describe coordinated Li + –nucleic acid interactions, with the average mean percent error (AMPE) across binding positions and basis sets being below 2%. Nevertheless, only three functionals tested (B2-PLYP, PBE-QIDH, and ωB97X-D) preserve this accuracy for metal cation−π interactions, suggesting that caution is warranted when choosing a functional to describe a diverse range of Li + –nucleic acid complexes. Removal of counterpoise corrections has very little impact on the reliability of most functionals, while the effect of empirical dispersion corrections varies depending on the functional choice and interaction type. While increasing the basis set to quadruple-zeta quality had little impact on the AMPE, the accuracy of double-zeta basis sets varies with family. Importantly, DFT methods reproduce the CCSD(T)/CBS trend in the preferred binding position for a given nucleic acid component and the global trend across components (phosphate ≫ G > C ≫ A ∼ T = U), as well as the geometries of the metal–nucleic acid complexes. The overall top performing functional is PBE-QIDH, which results in deviations from CCSD(T)/CBS values as small as ∼0.1 kcal/mol for nucleobase contacts and ∼1 kcal/mol for phosphate interactions. The most accurate DFT methods identified in the present work are recommended for future investigations of lithium interactions in larger nucleic acid systems to provide insights into the biological roles of this metal and the design of novel biosensing strategies.

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 enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,002
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,004
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,013
Score d'incertitude au seuil0,025

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0020,004
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0010,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0030,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0040,002

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.

Tête enseignante Opus0,008
Tête enseignante GPT0,244
Écart entre enseignants0,236 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations6
Publié2021
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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