已入深夜,您辛苦了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!祝你早点完成任务,早点休息,好梦!

Expanding functional protein sequence spaces using generative adversarial networks

对抗制 计算生物学 生成语法 人工智能 生物 序列(生物学) 业务 计算机科学 遗传学
作者
Donatas Repecka,Vykintas Jauniškis,Laurynas Karpus,Elzbieta Rembeza,Irmantas Rokaitis,Jan Zrimec,Simona Povilonienė,Audrius Laurynėnas,Sandra Viknander,Wissam Abuajwa,Otto Savolainen,Rolandas Meškys,Martin K. M. Engqvist,Aleksej Zelezniak
出处
期刊:Nature Machine Intelligence [Nature Portfolio]
卷期号:3 (4): 324-333 被引量:283
标识
DOI:10.1038/s42256-021-00310-5
摘要

De novo protein design for catalysis of any desired chemical reaction is a long-standing goal in protein engineering because of the broad spectrum of technological, scientific and medical applications. However, mapping protein sequence to protein function is currently neither computationally nor experimentally tangible. Here, we develop ProteinGAN, a self-attention-based variant of the generative adversarial network that is able to ‘learn’ natural protein sequence diversity and enables the generation of functional protein sequences. ProteinGAN learns the evolutionary relationships of protein sequences directly from the complex multidimensional amino-acid sequence space and creates new, highly diverse sequence variants with natural-like physical properties. Using malate dehydrogenase (MDH) as a template enzyme, we show that 24% (13 out of 55 tested) of the ProteinGAN-generated and experimentally tested sequences are soluble and display MDH catalytic activity in the tested conditions in vitro, including a highly mutated variant of 106 amino-acid substitutions. ProteinGAN therefore demonstrates the potential of artificial intelligence to rapidly generate highly diverse functional proteins within the allowed biological constraints of the sequence space. A protein’s three-dimensional structure and properties are defined by its amino-acid sequence, but mapping protein sequence to protein function is a computationally highly intensive task. A new generative adversarial network approach learns from natural protein sequences and generates new, diverse protein sequence variations, which are experimentally tested.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
hyhyhyhy发布了新的文献求助10
刚刚
李健的小迷弟应助darkpigx采纳,获得10
1秒前
wmmm发布了新的文献求助10
1秒前
黑米粥发布了新的文献求助10
5秒前
Giggle完成签到,获得积分10
5秒前
夏夏周发布了新的文献求助10
6秒前
所所应助陆归云采纳,获得10
6秒前
噜噜发布了新的文献求助10
7秒前
Orange应助wang佳俊采纳,获得10
8秒前
Layman应助yar采纳,获得60
10秒前
10秒前
爆米花应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
小蘑菇应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
完美世界应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
Lucas应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
orixero应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
搜集达人应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
共享精神应助科研通管家采纳,获得30
11秒前
英俊的铭应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
隐形曼青应助科研通管家采纳,获得50
11秒前
传奇3应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
朴实子骞完成签到 ,获得积分10
11秒前
噜噜完成签到,获得积分10
12秒前
性静H情逸完成签到,获得积分10
13秒前
s_chui发布了新的文献求助10
14秒前
灯飞发布了新的文献求助10
14秒前
小彭完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
yudandan@CJLU发布了新的文献求助10
16秒前
20秒前
20秒前
英俊的铭应助s_chui采纳,获得10
23秒前
淡定蓝发布了新的文献求助10
23秒前
HC完成签到,获得积分10
24秒前
黑米粥发布了新的文献求助10
24秒前
大力蚂蚁发布了新的文献求助10
25秒前
wzh完成签到 ,获得积分10
25秒前
吴彦祖完成签到,获得积分10
25秒前
CHEE完成签到 ,获得积分10
27秒前
slx发布了新的文献求助10
27秒前
高分求助中
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
Social Research Methods (4th Edition) by Maggie Walter (2019) 1030
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Indomethacinのヒトにおける経皮吸収 400
基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 370
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 320
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 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 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3994300
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3534729
关于积分的说明 11266406
捐赠科研通 3274658
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1806413
邀请新用户注册赠送积分活动 883283
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 809731