Enstitümüz Öğretim Üyelerinden Adem Tekin'in ve eski araştırma görevlilerinden Gözde İniş Demir'in yazarları arasında olduğu, 'NICE-FF: A non-empirical, intermolecular, consistent, and extensible force field for nucleic acids and beyond' başlıklı makale 'The Journal of Chemical Physics' dergisinde  28 Aralık 2023 tarihinde yayınlanmıştır.

DOI: https://doi.org/10.1063/5.0176641

Özet:
A new non-empirical ab initio intermolecular force field (NICE-FF in buffered 14-7 potential form) has been developed for nucleic acids and beyond based on the dimer interaction energies (IEs) calculated at the spin component scaled-MI-second order Møller–Plesset perturbation theory. A fully automatic framework has been implemented for this purpose, capable of generating well-polished computational grids, performing the necessary ab initio calculations, conducting machine learning (ML) assisted force field (FF) parametrization, and extending existing FF parameters by incorporating new atom types. For the ML-assisted parametrization of NICE-FF, interaction energies of ∼18 000 dimer geometries (with IE < 0) were used, and the best fit gave a mean square deviation of about 0.46 kcal/mol. During this parametrization, atom types apparent in four deoxyribonucleic acid (DNA) bases have been first trained using the generated DNA base datasets. Both uracil and hypoxanthine, which contain the same atom types found in DNA bases, have been considered as test molecules. Three new atom types have been added to the DNA atom types by using IE datasets of both pyrazinamide and 9-methylhypoxanthine. Finally, the last test molecule, theophylline, has been selected, which contains already-fitted atom-type parameters. The performance of NICE-FF has been investigated on the S22 dataset, and it has been found that NICE-FF outperforms the well-known FFs by generating the most consistent IEs with the high-level ab initio ones. Moreover, NICE-FF has been integrated into our in-house developed crystal structure prediction (CSP) tool [called FFCASP (Fast and Flexible CrystAl Structure Predictor)], aiming to find the experimental crystal structures of all considered molecules. CSPs, which were performed up to 4 formula units (Z), resulted in NICE-FF being able to locate almost all the known experimental crystal structures with sufficiently low RMSD20 values to provide good starting points for density functional theory optimizations.

İTÜ Bilişim Enstitüsü

bilisim-anasayfa-hakkimizda

İTÜ Bilişim Enstitüsü, Bilişim Uygulamaları, Bilgisayar Bilimleri, Hesaplamalı Bilim ve Mühendislik ile İletişim Sistemleri Anabilim Dallarında aşağıda yer alan programlarda lisansüstü düzeyde eğitimler veren, bu alanlarda temel ve uygulamalı araştırmalar yapan bir birimdir.

Enstitü öğretim üyeleri ile öğrencileri, elektromanyetik alanlar, haberleşme sistemleri/regülasyonları, hesaplamalı malzeme tasarımı, hesaplamalı kimya/biyoloji, kriptografi, işaret/veri işleme/görselleştirme, büyük veri yönetimi, iklim ve okyanus bilimleri, termodinamik modelleme, haberleşme ağları ve moleküler enformatik alanlarında ulusal ve uluslar arası kuruluşlarca desteklenen araştırmalar yürütmektedir.

Enstitü öğretim üyeleri ve öğrencileri tarafından alınan ödüllerden bazıları:

  • En Etkili Bilim İnsanları Listesi; Doç.Dr. B. Uğur Töreyin (Dr. John PA Ioannidis, K. W. Boyack ve J. Baas’ın PLOS Biology dergisinde yayımlanan makalesi)
  • 2020 Uluslararası Öğrenciler Proje Yarışmasında, Fen Bilimleri kategorisinde en iyi proje ödülü, Beltus Nkwawir Wiysobunri
  • Dr. Abdulkerim Çapar'ın da kurucu ortakları arasında yer aldığı Argenit firması, İTÜ ARI Teknokent’in “Ulusal-Uluslararası Destekler” Birincilik ödülünü almıştır.
  • TÜBİTAK 2242 Öncelikli Alanlarda Üniversite Öğrencileri Proje Yarışması: İstanbul bölgesi birinciliği - Ahmet Burak Özyurt
  • ICAT'18 Konferansında En İyi Sunum Ödülü: Sena Efsun Cebeci, 2018
  • Tübitak Teşvik Ödülü; 2016 Doç.Dr. Adem Tekin
  • Amerikan Isıtma Soğutma ve İklimlendirme Derneği tarafından “Teknik Makale” ve “Willis H. Carrier” Ödülü; 2016 Yrd.Doç.Dr. H. Salih Erden
  • Bilim Kahramanları Derneği Yılın Genç Bilim İnsanı Ödülü; 2016 Doç.Dr. B. Uğur Töreyin PRACEdays 2016 konferansında En İyi Poster Ödülü; Samet Demir
  • İTÜ En Başarılı Tez Ödülü; 2016 Hatice Gökcan

Enstitü bünyesinde, Devlet Planlama Teşkilatı desteğiyle kurulan bir Yüksek Başarımlı Hesaplama Laboratuvarı da bulunmaktadır.