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 distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».