Accurate Prediction of 1H NMR Chemical Shifts of Small Molecules Using Machine Learning
Notice bibliographique
Résumé
NMR is widely considered the gold standard for organic compound structure determination. As such, NMR is routinely used in organic compound identification, drug metabolite characterization, natural product discovery, and the deconvolution of metabolite mixtures in biofluids (metabolomics and exposomics). In many cases, compound identification by NMR is achieved by matching measured NMR spectra to experimentally collected NMR spectral reference libraries. Unfortunately, the number of available experimental NMR reference spectra, especially for metabolomics, medical diagnostics, or drug-related studies, is quite small. This experimental gap could be filled by predicting NMR chemical shifts for known compounds using computational methods such as machine learning (ML). Here, we describe how a deep learning algorithm that is trained on a high-quality, “solvent-aware” experimental dataset can be used to predict 1H chemical shifts more accurately than any other known method. The new program, called PROSPRE (PROton Shift PREdictor) can accurately (mean absolute error of <0.10 ppm) predict 1H chemical shifts in water (at neutral pH), chloroform, dimethyl sulfoxide, and methanol from a user-submitted chemical structure. PROSPRE (pronounced “prosper”) has also been used to predict 1H chemical shifts for >600,000 molecules in many popular metabolomic, drug, and natural product databases.
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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 | 0,002 | 0,005 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,002 | 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 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
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 ».