Accurately predicting protein pKa values using non-equilibrium alchemy
Notice bibliographique
Résumé
The stability, solubility, and function of a protein depend both on its net charge and the protonation states of its individual residues. pKa is a measure of the tendency for a given residue to (de)protonate at a specific pH. Although pKa values can be resolved experimentally, theory and computation provide a compelling alternative. To this end, we assess the applicability of a non-equilibrium (NEQ) alchemical free energy method to the problem of pKa prediction. On a dataset of 144 residues that span 13 proteins, we report an average unsigned error of 0.77 ± 0.09 pK, 0.69 ± 0.09 pK, and 0.52 ± 0.04 pK for aspartate, glutamate, and lysine, respectively. This is comparable to current state-of-the-art predictors and the accuracy recently reached using free energy perturbation methods (e.g., FEP+). Moreover, we demonstrate that our open-source, pmx-based approach can accurately resolve the pKa values of coupled residues and observe a substantial performance disparity associated with the lysine partial charges in Amber14SB/Amber99SB*-ILDN, for which an underused fix already exists.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,003 | 0,007 |
| 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 tête enseignante, 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 ».