Accurate prediction of molecular properties and drug targets using a self-supervised image representation learning framework

计算生物学 药物发现 蛋白质组 计算机科学 药品 人工智能 模式识别(心理学) 生物信息学 生物 药理学
作者
Xiangxiang Zeng,Hongxin Xiang,Linhui Yu,Jianmin Wang,Kenli Li,Ruth Nussinov,Feixiong Cheng
出处
期刊:Nature Machine Intelligence [Springer Nature]
卷期号:4 (11): 1004-1016 被引量:60
标识
DOI:10.1038/s42256-022-00557-6
摘要

The clinical efficacy and safety of a drug is determined by its molecular properties and targets in humans. However, proteome-wide evaluation of all compounds in humans, or even animal models, is challenging. In this study, we present an unsupervised pretraining deep learning framework, named ImageMol, pretrained on 10 million unlabelled drug-like, bioactive molecules, to predict molecular targets of candidate compounds. The ImageMol framework is designed to pretrain chemical representations from unlabelled molecular images on the basis of local and global structural characteristics of molecules from pixels. We demonstrate high performance of ImageMol in evaluation of molecular properties (that is, the drug’s metabolism, brain penetration and toxicity) and molecular target profiles (that is, beta-secretase enzyme and kinases) across 51 benchmark datasets. ImageMol shows high accuracy in identifying anti-SARS-CoV-2 molecules across 13 high-throughput experimental datasets from the National Center for Advancing Translational Sciences. Via ImageMol, we identified candidate clinical 3C-like protease inhibitors for potential treatment of COVID-19. Predicting the properties of a molecule from its structure with high accuracy is a crucial problem in digital drug design. Instead of sequence features, Zeng and colleagues use an image representation of a large collection of bioactive molecules to pretrain a model that can be fine-tuned on specific property prediction tasks.
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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
kanong完成签到,获得积分0
9秒前
18秒前
wao完成签到 ,获得积分10
20秒前
无辜的行云完成签到 ,获得积分0
20秒前
Jonsnow完成签到 ,获得积分10
24秒前
摆渡人发布了新的文献求助10
25秒前
风起枫落完成签到 ,获得积分10
38秒前
design完成签到,获得积分10
39秒前
ken131完成签到 ,获得积分10
42秒前
yml完成签到 ,获得积分10
42秒前
刻苦的新烟完成签到 ,获得积分10
49秒前
茶包完成签到,获得积分10
57秒前
xy完成签到 ,获得积分20
58秒前
光亮若翠完成签到,获得积分10
1分钟前
vampire完成签到,获得积分10
1分钟前
woshiwuziq完成签到 ,获得积分10
1分钟前
柒月完成签到 ,获得积分10
1分钟前
SC完成签到 ,获得积分10
1分钟前
俊逸的白梦完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
小巧的柏柳完成签到 ,获得积分10
1分钟前
温婉的凝丹完成签到 ,获得积分10
1分钟前
摆渡人发布了新的文献求助10
1分钟前
多克特里完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
林利芳完成签到 ,获得积分10
1分钟前
听南发布了新的文献求助10
1分钟前
zai完成签到 ,获得积分20
2分钟前
悠明夜月完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
luffy189完成签到 ,获得积分10
2分钟前
摆渡人发布了新的文献求助10
2分钟前
α(阿尔法)完成签到 ,获得积分0
2分钟前
nuliguan完成签到 ,获得积分10
2分钟前
赘婿应助摆渡人采纳,获得10
2分钟前
李小二完成签到,获得积分10
2分钟前
2分钟前
喜悦的飞飞完成签到,获得积分10
2分钟前
1128发布了新的文献求助10
2分钟前
3分钟前
高分求助中
中国国际图书贸易总公司40周年纪念文集: 史论集 2500
Sustainability in Tides Chemistry 2000
Дружба 友好报 (1957-1958) 1000
The Data Economy: Tools and Applications 1000
How to mix methods: A guide to sequential, convergent, and experimental research designs 700
Mantiden - Faszinierende Lauerjäger – Buch gebraucht kaufen 600
PraxisRatgeber Mantiden., faszinierende Lauerjäger. – Buch gebraucht kaufe 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 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 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3111635
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2761766
关于积分的说明 7667203
捐赠科研通 2416791
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1282892
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 619187
版权声明 599499