普渡大學(xué): 利用深度學(xué)習(xí)方法建立蛋白質(zhì)互相作用模型,加快新藥研究-肽度TIMEDOO
DOVE, created by Purdue researchers, captures structural and energetic features of the interface of a protein docking model with a 3D box and judges if the model is more likely to be correct or incorrect using 3D convolutional neural network. (Image provided)

TIMEDOO肽度(微信號(hào):Time-doo)獲悉,普渡大學(xué)的研究人員開(kāi)發(fā)了一種新的深度學(xué)習(xí)算法,稱為DOVE,它可以改進(jìn)蛋白質(zhì)的建模,并有助于研發(fā)新藥。
人體含有兩萬(wàn)多種不同類型的蛋白質(zhì),它們之間的相互作用才使得生命得以持續(xù)。目前,科學(xué)家已經(jīng)開(kāi)發(fā)了蛋白質(zhì)對(duì)接的模型來(lái)估算兩個(gè)蛋白質(zhì)是如何相互作用的,但要對(duì)接模型的結(jié)果預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性還存在一定難度。普渡大學(xué)的研究人員開(kāi)發(fā)了一種新的計(jì)算方法來(lái)解決這一難題。
DOVE是基于體素的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)接誘餌選擇的簡(jiǎn)稱,它首先使用3D體素掃描所提出的蛋白質(zhì)對(duì)接構(gòu)型的蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)界面,同時(shí)考慮原子相互作用和能量貢獻(xiàn)。通過(guò)輸入3D特征數(shù)據(jù),深度學(xué)習(xí)模型就會(huì)被訓(xùn)練成可以從一大組生成的模型中,識(shí)別出接近本地的模型。
“為了了解蛋白質(zhì)復(fù)合體功能的分子機(jī)制,生物學(xué)家一直在使用X射線和顯微鏡等實(shí)驗(yàn)方法,但這些都是耗費(fèi)時(shí)間和資源的工作,”領(lǐng)導(dǎo)該研究團(tuán)隊(duì)的普渡科學(xué)學(xué)院生物科學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)教授Daisuke Kihara說(shuō)。我們實(shí)驗(yàn)室和其他機(jī)構(gòu)的生物信息學(xué)研究人員一直在開(kāi)發(fā)模擬蛋白質(zhì)復(fù)合物的計(jì)算方法。一大挑戰(zhàn)是,一種計(jì)算方法通常會(huì)生成數(shù)千個(gè)模型,選擇正確的模型或?qū)δP瓦M(jìn)行排序可能會(huì)很困難。
“我們的工作意味著生物信息學(xué)領(lǐng)域的重大進(jìn)步,”研究生、研究團(tuán)隊(duì)成員小王(音譯)說(shuō)?!斑@可能是研究人員首次成功利用深度學(xué)習(xí)和3D功能來(lái)快速了解某些蛋白質(zhì)模型的有效性。然后,這些信息可以用來(lái)創(chuàng)造有針對(duì)性的藥物,以阻止某些蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)的相互作用?!?/p>

更多信息請(qǐng)參考:journal Bioinformatics: Protein docking model evaluation by 3D deep convolutional neural networks

編輯:梁潔