Optimization of Antibacterial Peptides by Genetic Algorithms and Cheminformatics
Notice bibliographique
Résumé
Pathogens resistant to available drug therapies are a pressing global health problem. Short, cationic peptides represent a novel class of agents that have lower rates of drug resistance than derivatives of current antibiotics. Previously, we created a software system utilizing artificial neural networks that were trained on quantitative structure-activity relationship descriptors calculated for a total of 1400 synthetic peptides for which antibacterial activity was determined. Using the trained system, we correctly identified additional peptides with activity of 94% accuracy; active peptides were 47 of the top rated 50 peptides chosen from an in silico library of nearly 100,000 sequences. Here, we report a method of generating candidate peptide sequences using the heuristic evolutionary programming method of genetic algorithms (GA), which provided a large (19-fold) improvement in identification of novel antibacterial peptides. Approximately 0.50% of peptides evaluated during the GA method were classified as highly active, while only 0.026% of the nearly 100,000 sequences we previously screened were classified as highly active. A selection of these peptides was tested in vitro and activities reported here. While GA significantly improves the possibility of identifying candidate peptides, we encountered important pitfalls to this method that should be considered when using GA.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».