2024
Learning to design protein-protein interactions with enhanced generalization
BUSHUIEV, Anton; Roman BUSHUIEV; Petr KOUBA; Anatolii FILKIN; Marketa GABRIELOVA et al.Základní údaje
Originální název
Learning to design protein-protein interactions with enhanced generalization
Autoři
BUSHUIEV, Anton; Roman BUSHUIEV; Petr KOUBA; Anatolii FILKIN; Marketa GABRIELOVA; Michal GABRIEL; Jiri SEDLAR; Tomas PLUSKAL4; Jiří DAMBORSKÝ; Stanislav MAZURENKO a Josef SIVIC
Vydání
12th International Conference on Learning Representations 2024, 26 s. 2024
Další údaje
Jazyk
angličtina
Typ výsledku
Stať ve sborníku
Obor
10608 Biochemistry and molecular biology
Utajení
není předmětem státního či obchodního tajemství
Forma vydání
elektronická verze "online"
Odkazy
Označené pro přenos do RIV
Ne
Organizační jednotka
Přírodovědecká fakulta
Klíčová slova anglicky
protein-protein interactions; protein design; generalization; self-supervised learning; equivariant 3D representations
Příznaky
Mezinárodní význam, Recenzováno
Změněno: 24. 4. 2024 10:22, Mgr. Marie Novosadová Šípková, DiS.
Anotace
V originále
Discovering mutations enhancing protein-protein interactions (PPIs) is critical for advancing biomedical research and developing improved therapeutics. While machine learning approaches have substantially advanced the field, they often struggle to generalize beyond training data in practical scenarios. The contributions of this work are three-fold. First, we construct PPIRef, the largest and non-redundant dataset of 3D protein-protein interactions, enabling effective large-scale learning. Second, we leverage the PPIRef dataset to pre-train PPIformer, a new SE(3)-equivariant model generalizing across diverse protein-binder variants. We fine-tune PPIformer to predict effects of mutations on protein-protein interactions via a thermodynamically motivated adjustment of the pre-training loss function. Finally, we demonstrate the enhanced generalization of our new PPIformer approach by outperforming other state-of-the-art methods on new, non-leaking splits of standard labeled PPI mutational data and independent case studies optimizing a human antibody against SARS-CoV-2 and increasing the thrombolytic activity of staphylokinase.
Návaznosti
| EF17_043/0009632, projekt VaV |
| ||
| LM2023055, projekt VaV |
| ||
| LM2023069, projekt VaV |
| ||
| 857560, interní kód MU (Kód CEP: EF17_043/0009632) |
| ||
| 90254, velká výzkumná infrastruktura |
|