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Enregistrement W7114907792 · doi:10.1093/bib/bbaf631.068

Prediction of protein binding residues for metal ions, nucleic acids, and small molecules

2025· article· en· W7114907792 sur OpenAlex

Pourquoi ce travail est dans la base

Une base qui oublie comment elle a trouvé un travail ne peut pas être vérifiée. Voici les voies qui ont admis celui-ci.

affAu moins un auteur déclare une institution canadienne dans l'instantané OpenAlex épinglé.

Notice bibliographique

RevueBriefings in Bioinformatics · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineBiochemistry, Genetics and Molecular Biology
ThématiqueMachine Learning in Bioinformatics
Établissements canadiensArtificial Intelligence in Medicine (Canada)
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésSmall moleculeNucleic acidBinding siteCysteineLigand (biochemistry)Protein–protein interactionPython (programming language)PeptidePlasma protein binding

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract Background Protein–ligand interactions are central to cellular regulation and therapeutic targeting. Experimental identification of binding residues remains costly and time-consuming, motivating the need for efficient computational approaches. We present an interpretable, XGBoost-based framework for residue-level prediction of protein binding sites specific to three ligand classes—metal ions, nucleic acids, and small molecules—emphasizing predictive accuracy and user accessibility. Methods A benchmark dataset [1] comprising 1314 annotated protein sequences was processed into peptide windows (±5, ±11, ±20 residues) centered on binding sites, maintaining a 1:3 ratio of positive to negative samples. Sequence-derived descriptors were generated using the iLearn toolkit, including amino acid composition (AAC), grouped AAC (GAAC), CTD composition, and BLOSUM62 substitution scores, yielding >8000 features subsequently reduced by feature-importance heuristics. More than 60 classifiers were evaluated; XGBoost consistently achieved superior performance after hyperparameter optimization. Results Independent models trained for each ligand type achieved high predictive power and biological interpretability. For small-molecule binding, the model attained an AUC of 0.99 and F1 of 0.91, with key features involving small residues (G, C, S, A) reflecting steric constraints. The nucleic-acid model reached AUC 0.99 and F1 0.95, highlighting glycine-rich and positively charged motifs typical of RNA/DNA interactions. The metal-ion model (AUC 0.92, F1 0.65) emphasized cysteine and histidine, consistent with metalloprotein binding patterns. Compared with reference CNN models, our framework achieved lower log-loss, greater interpretability, and stable cross-validation. Conclusion A standalone graphical user interface (GUI) implemented in Python allows users to input protein sequences and obtain residue-level binding probabilities, exportable as CSV files. This work demonstrates that well-engineered classical machine learning can rival deep learning in protein binding prediction, offering interpretable, high-performance tools to support biomedical and pharmaceutical research. References [1] Littmann M, Heinzinger M, Dallago C, Weissenow K, Rost B. Protein embeddings and deep learning predict binding residues for various ligand classes. Sci Rep. 2021 Dec 13;11(1):23916.

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.

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)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
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 enseignants0,419
Score d'incertitude au seuil0,675

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,001
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 Opus0,011
Tête enseignante GPT0,239
Écart entre enseignants0,228 · 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