Analytical Model of Electron Density and Its Machine Learning Inference

电子密度 统计物理学 从头算 代表(政治) 基础(线性代数) 电子 各向异性 Atom(片上系统) 高斯分布 缩放比例 量子 推论 物理 计算机科学 分子物理学 量子力学 人工智能 数学 嵌入式系统 法学 政治 政治学 几何学
作者
Bruno Cuevas-Zuviría,Luis F. Pacios
出处
期刊:Journal of Chemical Information and Modeling [American Chemical Society]
卷期号:60 (8): 3831-3842 被引量:28
标识
DOI:10.1021/acs.jcim.0c00197
摘要

We present an analytical model representation of the electron density ρ(r) in molecules in the form of expansions of a few functions (exponentials and a Gaussian) per atom. Based on a former analytical model of ρ(r) in atoms, we devised its molecular implementation by introducing the anisotropy inherent in the electron distribution of atoms in molecules by means of proper anisotropic functions. The resulting model named A2MD (anisotropic analytical model of density) takes an analytical form highly suitable for obtaining the electron density in large biomolecules as its computational cost scales linearly with the number of atoms. To obtain the parameters of the model, we first devised a fitting procedure to reference electron densities obtained in ab initio correlated quantum calculations. Second, in order to skip costly ab initio calculations, we also developed a machine learning (ML)-based predictor that used neural networks trained on broad molecular datasets to determine the parameters of the model. The resulting ML methodology that we named A2MDnet (A2MD network-trained) was able to provide reliable electron densities as a basis to predict molecular features without requiring quantum calculations. The results presented together with the low computational scaling associated to the A2MD representation of ρ(r) suggest potential applications to obtain reliable electron densities and ρ(r)-based molecular properties in biomacromolecules.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI

祝大家在新的一年里科研腾飞
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
2秒前
我是老大应助hhhh采纳,获得10
2秒前
3秒前
彭于晏应助小小鱼采纳,获得10
3秒前
5秒前
佳言2009发布了新的文献求助10
8秒前
suliang发布了新的文献求助10
9秒前
ChemPhys完成签到 ,获得积分10
12秒前
14秒前
linmu发布了新的文献求助10
15秒前
ll完成签到 ,获得积分10
16秒前
17秒前
xy发布了新的文献求助10
19秒前
桃花换小鱼干55完成签到 ,获得积分10
21秒前
单薄沐夏完成签到 ,获得积分10
21秒前
21秒前
26秒前
圆圆发布了新的文献求助10
30秒前
渔舟唱晚应助活力的咖啡采纳,获得10
32秒前
隐形曼青应助jenny采纳,获得10
34秒前
顾矜应助xy采纳,获得10
37秒前
念念发布了新的文献求助10
40秒前
WYX完成签到,获得积分10
42秒前
44秒前
47秒前
47秒前
细心怜寒发布了新的文献求助10
49秒前
hhhh发布了新的文献求助10
53秒前
cdercder发布了新的文献求助10
53秒前
橙银完成签到,获得积分10
53秒前
56秒前
无花果应助细心怜寒采纳,获得10
58秒前
1分钟前
完美世界应助winew采纳,获得30
1分钟前
xiaxiao应助天天快乐采纳,获得200
1分钟前
爆米花应助稳定上分采纳,获得10
1分钟前
科研小白发布了新的文献求助10
1分钟前
彭于晏应助小小小柒采纳,获得10
1分钟前
尹兴亮完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
高分求助中
Востребованный временем 2500
Aspects of Babylonian celestial divination: the lunar eclipse tablets of Enūma Anu Enlil 1000
Kidney Transplantation: Principles and Practice 1000
The Restraining Hand: Captivity for Christ in China 500
Encyclopedia of Mental Health Reference Work 400
The Collected Works of Jeremy Bentham: Rights, Representation, and Reform: Nonsense upon Stilts and Other Writings on the French Revolution 320
Mercury and Silver Mining in the Colonial Atlantic 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 细胞生物学 免疫学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3374341
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2991253
关于积分的说明 8744708
捐赠科研通 2675052
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1465444
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 677841
邀请新用户注册赠送积分活动 669411