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        深度學(xué)習(xí)模型從氨基酸序列預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)
        
			
        
				2019-04-18 14:52:10
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        哈佛醫(yī)學(xué)院的一位科學(xué)家利用深度學(xué)習(xí)來預(yù)測(cè)任何基于氨基酸序列的蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)。在今天發(fā)表在Cell Systems上的一篇論文中，系統(tǒng)生物學(xué)家Mohammed AlQuraishi詳細(xì)介紹了一種計(jì)算確定蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的新方法，他說，實(shí)現(xiàn)了與當(dāng)前最先進(jìn)方法相當(dāng)?shù)木_度，但速度提高了一百萬倍。
        

        深度學(xué)習(xí)模型從氨基酸序列預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)
        

        “蛋白質(zhì)折疊一直是生物化學(xué)家在過去半個(gè)世紀(jì)中最重要的問題之一，這種方法代表了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)的一種全新方式，”AlQuraishi說。“我們現(xiàn)在有一個(gè)全新的遠(yuǎn)景來探索蛋白質(zhì)折疊，我想我們剛剛開始劃傷表面。”
        

        雖然非常成功，但使用物理工具識(shí)別蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的過程既昂貴又耗時(shí)，即使使用低溫電子顯微鏡等現(xiàn)代技術(shù)也是如此。因此，絕大多數(shù)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu) - 以及致病突變對(duì)這些結(jié)構(gòu)的影響 - 仍然很大程度上未知。
        

        對(duì)于每種氨基酸，該模型預(yù)測(cè)將氨基酸與其鄰居連接的化學(xué)鍵的最可能角度。它還預(yù)測(cè)圍繞這些鍵的旋轉(zhuǎn)角度，這會(huì)影響蛋白質(zhì)的任何局部區(qū)域與整個(gè)結(jié)構(gòu)的幾何關(guān)系。AlQuraishi的深度學(xué)習(xí)模型，稱為復(fù)發(fā)幾何網(wǎng)絡(luò)，側(cè)重于蛋白質(zhì)折疊的關(guān)鍵特征。但在它可以進(jìn)行新的預(yù)測(cè)之前，必須使用先前確定的序列和結(jié)構(gòu)進(jìn)行訓(xùn)練。
        

        這是重復(fù)進(jìn)行的，每次計(jì)算都通過每個(gè)其他氨基酸的相對(duì)位置進(jìn)行通知和改進(jìn)。一旦整個(gè)結(jié)構(gòu)完成，模型通過將其與蛋白質(zhì)的“基礎(chǔ)事實(shí)”結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較來檢查其預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。對(duì)于數(shù)千種已知蛋白質(zhì)，重復(fù)整個(gè)過程，模型學(xué)習(xí)并在每次迭代時(shí)提高其準(zhǔn)確性。
        

        為了幫助其他人參與方法開發(fā)，AlQuraishi通過GitHub軟件共享平臺(tái)免費(fèi)提供他的軟件和結(jié)果。
        
			

			
          
        
			
        
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