PoseBusters:基于人工智能的对接方法无法生成物理有效的姿势或将其概括为新的序列.
Martin Buttenschoen1, Garrett M Morris1, Charlotte M Deane1
1Department of Statistics 24-29 St Giles' Oxford OX1 3LB UK deane@stats.ox.ac.uk.
Chemical science
|March 1, 2024
概括
深度学习蛋白质-连接体对接方法通常会产生物理上不合理的结构,需要超出根-平均-平方偏差 (RMSD) 的评估. "PoseBusters"评估了固态和能量标准,揭示了经典方法仍然优于深度学习方法.
科学领域:
- 计算化学的计算化学
- 药物发现 药物发现 药物发现
- 生物信息学是一种生物信息学.
背景情况:
- 深度学习方法显示出对蛋白质-连接体对接速度和准确性的承诺.
- 目前的评估通常仅依赖于根-平方平均偏差 (RMSD),可能忽视结构合理性.
- 物理上不可信的分子结构可能会阻碍对接预测的可靠性.
研究的目的:
- 介绍PoseBusters,这是一个Python软件包,用于评估蛋白质-连接体对接预测的物理可信性.
- 通过严格的质量检查,评估基于深度学习的对接方法与经典工具的性能.
- 强调除了RMSD外,硬质和能量标准对于方法评估的重要性.
主要方法:
- 开发了PoseBusters,这是一个使用RDKit进行化学和几何验证的Python包.
- 实施了一套测试套件,用于立体化学,平面性,键长和蛋白质 - 连接体碰撞.
- 我们比较了五种深度学习方法 (DeepDock, DiffDock, EquiBind, TankBind, Uni-Mol) 和两种经典方法 (AutoDock Vina, CCDC Gold).
- 评估了使用分子力学力场进行预测后能量的最小化和没有预测后能量的最小化的方法.
主要成果:
- 深度学习方法经常产生物理上不可信的结构,无法通过PoseBusters检查.
- 没有深度学习方法在物理可信性或概括性方面超过了经典的对接工具.
- 经典的对接工具,尤其是能耗最小化的对接工具,表现出优越的性能.
- 分子力学力场捕捉了当前深度学习模型中缺少的基本物理.
结论:
- 评估蛋白质-连接体对接方法需要评估物理可信性 (固态,能量) 与RMSD.一起.
- "PoseBusters"为验证对接和分子生成技术提供了一个至关重要的工具.
- 经典的对接方法仍然是可靠预测的最先进方法.
- 深度学习方法的进一步发展需要纳入物理现实主义和诱导偏见.


