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入选ICML!人大团队将等变图神经网络用于靶蛋白结合位点预测,性能最高提升20%

HyperAI超神经  · 公众号  · 科技媒体  · 2024-07-17 11:01
    

主要观点总结

中国人民大学高瓴人工智能学院的研究团队首次将E(3)等变图神经网络(GNN)应用于配体结合位点预测,提出了名为EquiPocket的框架,有助于药物发现等下游任务。文章介绍了EquiPocket框架的三大模块以及其在配体结合位点预测方面的优势,并比较了其他模型的效果。此外,文章还介绍了AI在蛋白质结构解读、药物开发等方面的应用进展。

关键观点总结

关键观点1: 研究团队首次将E(3)等变图神经网络应用于配体结合位点预测,解决了基于CNN的方法存在的挑战。

EquiPocket框架的提出,为药物发现等任务提供了新的思路和方法。该框架能够处理不规则的蛋白质结构,对欧氏变换不敏感,并广泛实验证明了其优越性。

关键观点2: EquiPocket框架由局部几何建模模块、全局结构建模模块和表面信息传递模块三大模块组成。

这些模块分别负责提取局部几何信息、描述蛋白质的化学和空间结构以及传递表面原子的等变信息,从而提高了配体结合位点预测的准确性。

关键观点3: 与其他模型的比较显示,EquiPocket的性能提升了10-20%。

实验结果表明,蛋白质表面的几何信息和多层级结构信息对于结合位点预测至关重要,而EquiPocket框架能够更有效地收集这些信息。

关键观点4: AI在蛋白质结构解读、药物开发等方面有广泛应用。

例如,AlphaFold3能够精确预测蛋白质与配体结合的三维结构,ULDNA能够预测蛋白质-DNA结合位点,DeepGlycanSite能够预测糖结合位点。这些工具为药物发现和优化提供了有力支持。


文章预览

作者:梅菜 编辑:李宝珠,十九 中国人民大学高瓴人工智能学院的研究团队首次将 E(3) 等变图神经网络 (GNN) 应用于配体结合位点预测,提出名为 EquiPocket 的框架,有助于药物发现等各种下游任务。 生命系统中,几乎所有生物和药理过程都涉及受体(靶蛋白)和配体(小分子)之间的相互作用,这些相互作用发生在靶蛋白结构的特定区域, 称为「结合位点」——预测靶蛋白的结合位点在药物发现等各种下游任务中起着基础性的作用。 近年来,受深度学习突破的启发,卷积神经网络 (CNN) 已经成功应用于配体结合位点预测。基于 CNN 的方法通过将蛋白质的原子空间聚类到最近的体素 (voxel) 中,将蛋白质视为三维图像,然后将结合位点预测建模为 3D 网格上的目标检测问题或语义分割任务。这些方法具有一定的优越性,但仍存在挑战,例如, 在表示不 ………………………………

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