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论文:ElliDock: Rigid protein-protein docking via equivariant elliptic-paraboloid interface prediction, ICLR 2024
- 通过 等变椭圆抛物面界面(Equivariant Elliptic-Paraboloid Interface) 预测,进行刚性蛋白质-蛋白质对接
ElliDock 算法是用 椭圆抛物面(Elliptic-Paraboloid) 来表示蛋白质-蛋白质对接的界面,然后,通过使两个界面重合来得到对接的旋转平移变换。这种方法具有良好的旋转平移等变性,能够保证对接过程的泛化性能。实验结果表明,ElliDock 在推理时间上是所有对比方法中最快的,而且在抗体-抗原对接等任务上与当前最先进的学习方法,有着强有力的竞争力。
源码:https://github.com/yaledeus/ElliDock
ElliDock和DiffDock-PP都是基于扩散生成模型的刚性蛋白质-蛋白质对接方法,区别:
- ElliDock使用椭圆抛物面来表示蛋白质-蛋白质的对接界面,而DiffDock-PP使用图神经网络来表示蛋白质的结构和相互作用。
- ElliDock直接预测两个蛋白质之间的相对旋转-平移变换,而DiffDock-PP分别预测配体的平移、旋转和二面角的变化。
- ElliDock只能处理刚性蛋白质-蛋白质对接,而DiffDock-PP可以处理刚性和灵活的蛋白质-蛋白质对接,以及位点特异性的对接。
EquiDock: Point Cloud Registration (点云配准),ElliDock: Interface Fitting (接触面适配)
Interface Fitting: We decompose the docking process into four steps:
- predict elliptic paraboloid interfaces for two proteins respectively. 分别预测两个蛋白质的椭圆抛物面界面
- conduct general to standard transformations based on the ligand interface. 根据配体界面进行一般到标准的变换
- rotation refinement. 旋转优化
- conduct standard to general transformations based on the receptor interface. 根据受体界面进行标准到一般的变换
ElliDock的优点是:
- 具有独立的等变性,即对任意的蛋白质旋转或平移都能保持对接结果的一致性,这是保证对接过程泛化性的必要性质。
- 使用椭圆抛物面来表示蛋白质-蛋白质的对接界面,这种表示方式更加简洁和准确,能够有效地避免点云注册的退化和错配的问题。
- 在所有比较的方法中具有最快的推理时间,只需要0.2秒就能完成一次对接,而其他方法需要几秒到几分钟。
- 在抗体-抗原对接的任务上与当前最先进的学习方法,如DiffDock-PP和Multimer,有着强有力的竞争力,能够达到80%以上的成功率。
数据集效果:
- Docking benchmark version 5 database (DB5.5)
- Structural Antibody Database (SAbDab)