HelixGAN a deep-learning methodology for conditional <i>de novo</i> design of α-helix structures
Notice bibliographique
Résumé
MOTIVATION: Protein and peptide engineering has become an essential field in biomedicine with therapeutics, diagnostics and synthetic biology applications. Helices are both abundant structural feature in proteins and comprise a major portion of bioactive peptides. Precise design of helices for binding or biological activity is still a challenging problem. RESULTS: Here, we present HelixGAN, the first generative adversarial network method to generate de novo left-handed and right-handed alpha-helix structures from scratch at an atomic level. We developed a gradient-based search approach in latent space to optimize the generation of novel α-helical structures by matching the exact conformations of selected hotspot residues. The designed α-helical structures can bind specific targets or activate cellular receptors. There is a significant agreement between the helix structures generated with HelixGAN and PEP-FOLD, a well-known de novo approach for predicting peptide structures from amino acid sequences. HelixGAN outperformed RosettaDesign, and our previously developed structural similarity method to generate D-peptides matching a set of given hotspots in a known L-peptide. As proof of concept, we designed a novel D-GLP1_1 analog that matches the conformations of critical hotspots for the GLP1 function. MD simulations revealed a stable binding mode of the D-GLP1_1 analog coupled to the GLP1 receptor. This novel D-peptide analog is more stable than our previous D-GLP1 design along the MD simulations. We envision HelixGAN as a critical tool for designing novel bioactive peptides with specific properties in the early stages of drug discovery. AVAILABILITY AND IMPLEMENTATION: https://github.com/xxiexuezhi/helix_gan. SUPPLEMENTARY INFORMATION: Supplementary data are available at Bioinformatics online.
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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 | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,001 |
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 ».