普渡大學: 利用深度學習方法建立蛋白質(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:Time-doo)獲悉,普渡大學的研究人員開發(fā)了一種新的深度學習算法,稱為DOVE,它可以改進蛋白質(zhì)的建模,并有助于研發(fā)新藥。
人體含有兩萬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,科學家已經(jīng)開發(fā)了蛋白質(zhì)對接的模型來估算兩個蛋白質(zhì)是如何相互作用的,但要對接模型的結(jié)果預測準確性還存在一定難度。普渡大學的研究人員開發(fā)了一種新的計算方法來解決這一難題。
DOVE是基于體素的深度神經(jīng)網(wǎng)絡對接誘餌選擇的簡稱,它首先使用3D體素掃描所提出的蛋白質(zhì)對接構(gòu)型的蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)界面,同時考慮原子相互作用和能量貢獻。通過輸入3D特征數(shù)據(jù),深度學習模型就會被訓練成可以從一大組生成的模型中,識別出接近本地的模型。
“為了了解蛋白質(zhì)復合體功能的分子機制,生物學家一直在使用X射線和顯微鏡等實驗方法,但這些都是耗費時間和資源的工作,”領導該研究團隊的普渡科學學院生物科學和計算機科學教授Daisuke Kihara說。我們實驗室和其他機構(gòu)的生物信息學研究人員一直在開發(fā)模擬蛋白質(zhì)復合物的計算方法。一大挑戰(zhàn)是,一種計算方法通常會生成數(shù)千個模型,選擇正確的模型或?qū)δP瓦M行排序可能會很困難。
“我們的工作意味著生物信息學領域的重大進步,”研究生、研究團隊成員小王(音譯)說。“這可能是研究人員首次成功利用深度學習和3D功能來快速了解某些蛋白質(zhì)模型的有效性。然后,這些信息可以用來創(chuàng)造有針對性的藥物,以阻止某些蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)的相互作用?!?/p>

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

編輯:梁潔