使用离散扩散模型进行全原子蛋白序列设计
Amelia Villegas-Morcillo1, Gijs J Admiraal1, Marcel J T Reinders1
1Department of Intelligent Systems, Delft University of Technology, Delft , The Netherlands.
本研究引入了使用SELFIES的全原子蛋白序列生成方法,增强了蛋白质设计的新性和多样性. 虽然在生成有效蛋白质方面仍然存在挑战,但这种方法提供了超越传统氨基酸序列的更广泛的可能性.
科学领域:
- 计算生物学是一种计算生物学.
- 蛋白质工程是一种蛋白质工程.
- 人工智能在药物发现中的作用
背景情况:
- 传统的蛋白质序列表示限制了非正规氨基酸和翻译后修改的包含.
- 提升蛋白质设计是医学和生物技术突破的关键.
研究的目的:
- 探索使用全原子化学表示 (SELFIES) 的新型蛋白质序列生成的离散扩散模型.
- 与基于氨基酸的模型相比,评估全原子表示对蛋白质质量,多样性和新性的影响.
- 在扩散过程中评估不同噪声时间表 (均与吸收) 的有效性.
主要方法:
- 在离散扩散D3PM框架内使用了修改后的ByteNet架构.
- 采用SELFIES (类似SMILES) 的全原子化学表示来表示蛋白质序列.
- 开发了一个全面的评估管道,以验证规范和非规范氨基酸含量生成的蛋白质序列.
- 使用统一的和吸收噪音的时间表来比较发电性能.
主要成果:
- 与基于氨基酸的模型相比,使用全原子表示的模型产生了具有更好的新性和多样性的蛋白质.
- 使用全原子方法成功生成的蛋白质表现出可比的结构折叠性.
- 全原子表示在持续生成完全有效的蛋白质序列方面遇到了挑战.
- 吸收噪声的时间表被证明是最有效的,无论是基于全原子和氨基酸的表征.
结论:
- 全原子的SELFIES表示显示了增强蛋白质序列生成的新性和多样性的承诺.
- 需要进一步的细化,以确保与非正规元素一致生成有效的蛋白质结构.
- 吸收噪声时间表被推用于优化蛋白序列生成中的离散扩散模型.
更多相关视频
09:17Structure-Based Simulation and Sampling of Transcription Factor Protein Movements along DNA from Atomic-Scale Stepping to Coarse-Grained Diffusion
Published on: March 1, 2022
05:08Application of I TASSER, trRosetta, UCSF Chimera, HADDOCK server, and HEX loria for De Novo and In Silico Design of Proteins
Published on: July 8, 2025
相关概念视频
Protein Diffusion in the Membrane
Protein Organization
The primary structure of a protein is its amino acid sequence....
Conservation of Protein Domains Over Different Proteins
A limited set of protein domains often duplicate and recombine during evolution. These domains can be organized in different combinations to...
Intrinsically Disordered Proteins
Protein Folding
Protein Structure Is Critical to Its Biological Function
Proteins perform a wide range of biological functions such as catalyzing chemical reactions, providing...
