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ICML 2024 | MolCRAFT:连续参数空间中基于结构的药物设计

今天为大家介绍的是来自清华大学的周浩团队的一篇论文。近年来,用于基于结构的药物设计(SBDD)的生成模型显示出令人鼓舞的结果。现有的工作主要集中在如何生成具有更高结合亲和力的分子,忽略了生成的3D构象的可行性前提,从而导致假阳性。作者对在SBDD中应用自回归方法和扩散方法时出现的不良构象问题的关键因素进行了深入研究,包括模式崩溃和混合连续离散空间。在本文中,作者介绍了MolCRAFT,这是第一个在连续参数空间中运行的SBDD模型,并结合了一种新颖的降噪采样策略。实证结果表明,作者的模型在结合亲和力和更稳定的3D结构方面始终表现优异,证明了模型准确建模原子间相互作用的能力。据作者所知,MolCRAFT是第一个在相似分子尺寸下实现参考级Vina评分(-6.59 kcal/mol)的模型,较其他强基线模型大幅领先(-0.84 kcal/mol)。代码可在以下网址获得:https://github.com/AlgoMole/MolCRAFT。

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Nat. Commun. | 相互作用引导药物设计的三维分子生成框架

今天为大家介绍的是来自韩国科学技术院的一篇利用相互作用引导进行3D 分子生成的论文。深度生成模型具有加速药物设计的强大潜力。然而,由于数据有限,现有的生成模型常常面临泛化方面的挑战,导致设计创新性较差,并且与看不见的目标蛋白之间往往存在不利的相互作用。为了解决这些问题,作者提出了一种相互作用感知的 3D 分子生成框架,该框架能够在目标结合口袋内进行相互作用引导的药物设计。通过利用蛋白质-配体相互作用的通用模式作为先验知识,作者的模型可以利用有限的实验数据实现高度的通用性。通过分析生成的未见靶标配体的结合姿势稳定性、亲和力、几何图案、多样性和新颖性,对其性能进行了全面评估。此外,潜在突变选择性抑制剂的有效设计证明了提出的方法对基于结构的药物设计的适用性。

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你的模型需要解释(二)

广义上的可解释性指在我们需要了解或解决一件事情的时候,我们可以获得我们所需要的足够的可以理解的信息。比如我们在调试bug的时候,需要通过变量审查和日志信息定位到问题出在哪里。比如在科学研究中面临一个新问题的研究时,我们需要查阅一些资料来了解这个新问题的基本概念和研究现状,以获得对研究方向的正确认识。反过来理解,如果在一些情境中我们无法得到相应的足够的信息,那么这些事情对我们来说都是不可解释的。比如刘慈欣的短篇《朝闻道》中霍金提出的“宇宙的目的是什么”这个问题一下子把无所不知的排险者卡住了,因为再高等的文明都没办法理解和掌握造物主创造宇宙时的全部信息,这些终极问题对我们来说永远都是不可解释的。

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GPT模型在化学领域可以做些什么?

今天为大家介绍的是来自Xiangliang Zhang团队的一篇关于GPT能力讨论的论文。大型语言模型(LLMs)在自然语言处理任务中具有强大的能力,并迅速应用于科学、金融和软件工程等各种领域。然而,LLMs在推动化学领域的能力尚不清楚。作者建立了一个包含8个实际化学任务的全面基准,包括1)名称预测,2)属性预测,3)收率预测,4)反应预测,5)逆合成(从产物预测反应物),6)基于文本的分子设计,7)分子描述,和8)试剂选择。我们的分析基于广泛认可的数据集,包括BBBP、Tox21、PubChem、USPTO和ChEBI,有助于在实际化学背景下广泛探索LLMs的能力。作者评估了三个GPT模型(GPT-4、GPT-3.5和Davinci-003)在每个化学任务中以零样本和少样本上下文学习设置下的性能。作者的研究的主要结果是:1)在三个评估模型中,GPT-4的性能优于其他两个模型;2)在需要精确理解分子SMILES表示的任务(如反应预测和逆合成)中,GPT模型表现出较弱的竞争性能;3)GPT模型在与文本相关的解释任务(如分子描述)中展示出强大的能力;4)在可转化为分类或排序任务的化学问题(如属性预测和收率预测)中,GPT模型展现出与经典机器学习模型相当或更好的性能。

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