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Enregistrement W4416408018 · doi:10.1101/2025.11.14.688531

Scalable prediction of symmetric protein complex structures

2025· preprint· W4416408018 sur OpenAlexaff
Victor Yu, Perry Demsko, Roger Castells‐Graells, Hank Parker, Andrew Yi-Ann Huang, Martin Huang, Krishna Ajjarapu, Nica Tofighbakhsh, F. Richard Yu, Michael P. Lake, David L. Glanzman, Sarah Warren, Joseph Alzagatiti

Notice bibliographique

RevuebioRxiv (Cold Spring Harbor Laboratory) · 2025
Typepreprint
Langue
DomaineBiochemistry, Genetics and Molecular Biology
ThématiqueMachine Learning in Bioinformatics
Établissements canadiensGilead Sciences (Canada)
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésScalabilityProtein structureProtein structure predictionFunction (biology)Limit (mathematics)Feature (linguistics)Structural biologyCASPPower (physics)

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract All life relies on proteins to function, yet accurately modeling protein structures that exceed ≈ 10, 000 amino acids or have higher-order geometries remains difficult. Existing solutions are limited to specific scenarios, require considerable computational resources, or are otherwise unscalable. Consequently, many large, disease-relevant protein complexes in the human proteome, as well as nearly all viruses and numerous other classes, are impractical to model with high fidelity for drug development. To modulate these protein complexes and viruses, structural information is eminently valuable, and often essential. In the last two years, machine learning based-tools that can generate binders to a given target structure with high hit rates have emerged. Combined with high-throughput screening, these technologies can far outpace traditional drug discovery. However, they cannot function well without accurate models of their target structures. Thus, to unlock the full power of AI-driven drug discovery, a scalable method must be developed to predict large protein complex structures. To overcome this bottleneck, we introduce Plica-1, a physics-based method to rapidly and accurately predict the structure of arbitrarily large, symmetric protein complexes. Validated across 4 major symmetry classes (icosahedral, tetrahedral, octahedral, and cyclic), the method consistently achieves near-experimental levels of accuracy, i.e., RMSD < 5Å. In test cases, the method runs in < 5 minutes on consumer hardware, 10 3 -10 5 times faster than the closest comparable software. The largest structure currently built, at ≈40,000 amino acids, is > 8 times the limit of existing machine learning methods. The results demonstrate that protein complexes can be modeled at significantly improved speeds and scales, making Plica-1 a promising tool for protein engineering and drug development.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,002
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,010
Score d'incertitude au seuil0,020

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,002
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0010,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0020,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0040,002

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.

Tête enseignante Opus0,011
Tête enseignante GPT0,227
Écart entre enseignants0,216 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2025
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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