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Enregistrement W4382931588 · doi:10.1021/acs.jctc.3c00127

Assessment of Density Functional Theory Methods for the Structural Prediction of Transition and Post-Transition Metal–Nucleic Acid Complexes

2023· article· en· W4382931588 sur OpenAlexafffund
Briana T. A. Boychuk, Stacey D. Wetmore

Notice bibliographique

RevueJournal of Chemical Theory and Computation · 2023
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueMetal complexes synthesis and properties
Établissements canadiensUniversity of Lethbridge
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of CanadaUniversity of Lethbridge
Mots-clésDensity functional theoryNucleic acidTransition metalSolvationCrystal structureChemistryPhase transitionMoleculeComputational chemistryChemical physicsStatistical physicsComputer scienceMaterials scienceCrystallographyPhysicsThermodynamicsOrganic chemistry

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Understanding the structure of metal–nucleic acid systems is important for many applications such as the design of new pharmaceuticals, metal detection platforms, and nanomaterials. Herein, we explore the ability of 20 density functional theory (DFT) functionals to reproduce the crystal structure geometry of transition and post-transition metal–nucleic acid complexes identified in the Protein Data Bank and Cambridge Structural Database. The environmental extremes of the gas phase and implicit water were considered, and analysis focused on the global and inner coordination geometry, including the coordination distances. Although gas-phase calculations were unable to describe the structure of 12 out of the 53 complexes in our test set regardless of the DFT functional considered, accounting for the broader environment through implicit solvation or constraining the model truncation points to crystallographic coordinates generally afforded agreement with the experimental structure, suggesting that functional performance for these systems is likely due to the models rather than the methods. For the remaining 41 complexes, our results show that the reliability of functionals depends on the metal identity, with the magnitude of error varying across the periodic table. Furthermore, minimal changes in the geometries of these metal–nucleic acid complexes occur upon use of the Stuttgart–Dresden effective core potential and/or inclusion of an implicit water environment. The overall top three performing functionals are ωB97X-V, ωB97X-D3(BJ), and MN15, which reliably describe the structure of a broad range of metal–nucleic acid systems. Other suitable functionals include MN15-L, which is a cheaper alternative to MN15, and PBEh-3c, which is commonly used in QM/MM calculations of biomolecules. In fact, these five methods were the only functionals tested to reproduce the coordination sphere of Cu 2+ -containing complexes. For metal–nucleic acid systems that do not contain Cu 2+, ωB97X and ωB97X-D are also suitable choices. These top-performing methods can be utilized in future investigations of diverse metal–nucleic acid complexes of relevance to biology and material science.

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 distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,002
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,331
Score d'incertitude au seuil0,219

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0020,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

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.

Tête enseignante Opus0,048
Tête enseignante GPT0,342
Écart entre enseignants0,294 · 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 tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
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

Citations9
Publié2023
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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