Fugu-MT 論文翻訳(概要): PDB-Struct: A Comprehensive Benchmark for Structure-based Protein Design

論文の概要: PDB-Struct: A Comprehensive Benchmark for Structure-based Protein Design

arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.00080v1
Date: Thu, 30 Nov 2023 02:37:55 GMT
ステータス: 処理完了
システム内更新日: 2023-12-04 17:13:38.184220
Title: PDB-Struct: A Comprehensive Benchmark for Structure-based Protein Design
Title（参考訳）: PDB-Struct:構造ベースタンパク質設計のための総合ベンチマーク
Authors: Chuanrui Wang, Bozitao Zhong, Zuobai Zhang, Narendra Chaudhary, Sanchit Misra, Jian Tang
Abstract要約: 我々は、リフォールダビリティベースのメトリクスと安定性ベースのメトリクスの2つの新しい指標を紹介した。 ByProt、ProteinMPNN、ESM-IFはベンチマークで非常によく機能しますが、ESM-DesignとAF-Designは不足しています。提案するベンチマークは,タンパク質設計手法の公平かつ包括的な評価方法である。
参考スコア（独自算出の注目度）: 19.324059406159325
License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
Abstract: Structure-based protein design has attracted increasing interest, with numerous methods being introduced in recent years. However, a universally accepted method for evaluation has not been established, since the wet-lab validation can be overly time-consuming for the development of new algorithms, and the $\textit{in silico}$ validation with recovery and perplexity metrics is efficient but may not precisely reflect true foldability. To address this gap, we introduce two novel metrics: refoldability-based metric, which leverages high-accuracy protein structure prediction models as a proxy for wet lab experiments, and stability-based metric, which assesses whether models can assign high likelihoods to experimentally stable proteins. We curate datasets from high-quality CATH protein data, high-throughput $\textit{de novo}$ designed proteins, and mega-scale experimental mutagenesis experiments, and in doing so, present the $\textbf{PDB-Struct}$ benchmark that evaluates both recent and previously uncompared protein design methods. Experimental results indicate that ByProt, ProteinMPNN, and ESM-IF perform exceptionally well on our benchmark, while ESM-Design and AF-Design fall short on the refoldability metric. We also show that while some methods exhibit high sequence recovery, they do not perform as well on our new benchmark. Our proposed benchmark paves the way for a fair and comprehensive evaluation of protein design methods in the future. Code is available at https://github.com/WANG-CR/PDB-Struct.
Abstract（参考訳）: 構造に基づくタンパク質の設計が注目され、近年多くの方法が導入されている。しかし、新しいアルゴリズムの開発にはウェット・ラブ・バリデーションが過度に時間がかかるため、広く受け入れられている評価方法は確立されておらず、$\textit{in silico}$ validation with recovery and perplexity metricsは効率的であるが、真の折りたたみ可能性を正確に反映するものではない。このギャップに対処するために,実験室実験のプロキシとして高精度なタンパク質構造予測モデルを利用するリフォールダビリティ・ベース・メトリックと,実験安定タンパク質に高い確率を付与できるかどうかを評価する安定性・ベース・メトリックの2つの新しい指標を導入する。高品質のCATHタンパク質データ、高スループットの$\textit{de novo}$設計タンパク質、および大規模実験変異原性実験からデータセットをキュレートし、その際、最近のタンパク質設計法および未コンパイルタンパク質設計法の両方を評価する$\textbf{PDB-Struct}$ベンチマークを提示する。実験の結果,ByProt,ProteinMPNN,ESM-IFはベンチマークで非常に良好に機能し,ESM-DesignとAF-Designは再現性測定値に劣っていることがわかった。また、いくつかの手法は高いシーケンシャル回復を示すが、新しいベンチマークでは性能が良くないことを示す。提案するベンチマークは将来,タンパク質設計手法の公平かつ包括的評価の道を開くものである。コードはhttps://github.com/WANG-CR/PDB-Struct.comから入手できる。

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