SPIN-CGNN: Improved fixed backbone protein design with contact map-based graph construction and contact graph neural network

计算机科学 人工智能 图形 深度学习 卷积神经网络 人工神经网络 蛋白质结构预测 困惑 模式识别(心理学) 理论计算机科学 算法 蛋白质结构 语言模型 生物 生物化学
作者
Xing Zhang,Yin Hong-mei,Fei Ling,Jian Zhan,Yaoqi Zhou
出处
期刊:PLOS Computational Biology [Public Library of Science]
卷期号:19 (12): e1011330-e1011330 被引量:4
标识
DOI:10.1371/journal.pcbi.1011330
摘要

Recent advances in deep learning have significantly improved the ability to infer protein sequences directly from protein structures for the fix-backbone design. The methods have evolved from the early use of multi-layer perceptrons to convolutional neural networks, transformers, and graph neural networks (GNN). However, the conventional approach of constructing K-nearest-neighbors (KNN) graph for GNN has limited the utilization of edge information, which plays a critical role in network performance. Here we introduced SPIN-CGNN based on protein contact maps for nearest neighbors. Together with auxiliary edge updates and selective kernels, we found that SPIN-CGNN provided a comparable performance in refolding ability by AlphaFold2 to the current state-of-the-art techniques but a significant improvement over them in term of sequence recovery, perplexity, deviation from amino-acid compositions of native sequences, conservation of hydrophobic positions, and low complexity regions, according to the test by unseen structures, “hallucinated” structures and diffusion models. Results suggest that low complexity regions in the sequences designed by deep learning, for generated structures in particular, remain to be improved, when compared to the native sequences.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
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
WXY发布了新的文献求助10
刚刚
左丘幼旋1完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
ws完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
BABY五齿发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
native发布了新的文献求助10
2秒前
folklore完成签到 ,获得积分10
3秒前
英勇蘑菇完成签到,获得积分10
3秒前
dddbbbddbbddb发布了新的文献求助20
4秒前
ab发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
5秒前
Owen应助Irene采纳,获得10
5秒前
5秒前
p1发布了新的文献求助10
6秒前
77完成签到 ,获得积分10
6秒前
hosana发布了新的文献求助10
6秒前
LilGee完成签到,获得积分10
7秒前
七色光完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
8秒前
天道酬勤发布了新的文献求助10
8秒前
关远航发布了新的文献求助10
8秒前
汉堡包应助zxx采纳,获得10
9秒前
9秒前
9秒前
tender完成签到,获得积分10
9秒前
左丘幼旋1发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
宛唐发布了新的文献求助30
11秒前
Cyber_relic发布了新的文献求助10
12秒前
芹123发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
FOUR发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
爆米花应助张某某采纳,获得10
13秒前
14秒前
14秒前
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7664237
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9233784
关于积分的说明 19866416
捐赠科研通 7233057
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3282767
关于科研通互助平台的介绍 2442070
邀请新用户注册赠送积分活动 2283963